ÜBERBLICK, ENTWICKLUNGSTRENDS UND

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1 Vortrag beim VDI Hamburg AUTONOMES FAHREN Titelmasterformat durch Klicken bearbeiten ÜBERBLICK, ENTWICKLUNGSTRENDS UND GESELLSCHAFTLICHE RELEVANZ Universität Duisburg-Essen AUTONOMES FAHREN EINE HYPE? Titelmasterformat durch Klicken bearbeiten Continental Vortrag auf dem Verkehrsgerichtstag Goslar Vor allem der Sprecher des Autozulieferers Continental, ein führender Anbieter von Fahrassistenzsystemen Groschek: Ruhrgebiet Testgebiet für autonomes undsoll Lizenträger für das Fahren von Autonomen Autos in den Fahren werden USA, fordert die Politik auf, die Grundlagen für das Autonome Fahren in Deutschland zu legen und die rechtlichen Hürden zu beseitigen. Dazu gehöre beispielsweise eine Reform des Wiener Abkommens, das besagt, dass die fahrende Person immer die Kontrolle über das Fahrzeug hat, was bei einem computergestützten Auto nicht der Fall wäre, es also zu keiner Zulassung kommen würde. Im Hause Continental will man im Jahr 2025 ein vollautonomes Auto auf den Markt bringen. Universität Duisburg-Essen 1

2 Autonomes Fahren Rahmenbedingungen & Innovationstreiber Überblick Technik & Entwicklungstrends Gesellschaftliche Relevanz GLOBALE RAHMENBEDINGUNGEN UMWELTSCHUTZ LEGISLATIVE DEMOGRAPHISCHE ENTWICKLUNG BEVÖLKERUNGS- ENTWICKLUNG NUTZER & GESELLSCHAFT ENDLICHE RESSOURCEN DIGITALISIERUNG URBANISIERUNG Universität Duisburg-Essen 2

3 PKW pro Einwohner GLOBAL ZUNEHMENDE MOBILITÄT Zahl der Kraftfahrzeuge nimmt global zu 1,0 0,9 0, ~ 1475,5 601,7 Mio. Fahrzeuge Vehicles USA 0,7 0,6 0,5 Deutschland Großbritannien Italien Japan Frankreich 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 Indien China Polen Mexico Brasilien Korea China: 20,6 390,3 Mio. Fahrzeuge Indien: 17,9 155,9 Mio. Fahrzeuge Brasilien: 20,7 83,7 Mio. Fahrzeuge ,9 Mio. Fahrzeuge Pro-Kopf-Einkommen [US$] KNAPPE VERKEHRSRÄUME Automatisierung begünstigt Verkehrsfluss Beispiel Ampelstart assistiert nachgebildetes Fahrerverhalten Universität Duisburg-Essen 3

4 Milliarden Einwohner DEMOGRAPHISCHE ENTWICKLUNG Steigender Anteil älterer Menschen in allen Regionen außer Afrika 3 von 5 Menschen werden 2030 in Megacities leben 2,00 OECD China Indien Afrika 6% 65+ 1,50 1,00 14% 17% 22% 8% 14% 22% 6% 9% 12% 4% 5% Quelle: World Bank 0, , SICHERHEIT Überproportionale Risiken im Pkw trotz hochentwickelter Sicherheitssysteme injury risk: occupants with accidents / 1 Bio km / person 265, , ,5 42,5 0 Train Tramway Busses Passenger cars no occupant protection systems lap belts mandatory < 25% seat belt usage seat belts mandatory 90% seat belt usage very high safety standards & occupant protection Universität Duisburg-Essen 4

5 AUTOMATISIERUNG & DIGITALISIERUNG 75% aller Unfälle in Deutschland mit Personenschaden wurden in 2013 durch das Fehlverhalten der Fahrzeugführer verursacht Abbiegen, Wenden, Rückwärtsfahren, Ein- und Ausfahrten Mißachten der Vorfahrt nicht angepasste Geschwindigkeit Abstand Falsche Strassennutzung Falsches Verhalten gegenüber Fußgängern Überholen Alkohol- und Drogeneinfluss Sonstiges 19% 13% 16% 21% 12% 15% 6% 22% 13% 9% 13% 12% 7% 7% 7% 6% 2% 4% 3% 4% 4% 2% 5% 4% 27% 22% 25% 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% über 65 Jahre Jahre alle Altersgruppen Quelle: Statistisches Bundesamt 2013 SICHERHEIT Gesetze, Passive & Aktive Sicherheitssysteme reduzieren Todesfälle ,307 0 Getötete / 1000 Einwohner in Deutschland km/h in Ortschaften km/h auf Landstraßen ,8 Promille BAK 1973/74 Ölkrise 1974 Richtgeschwindigkeit auf Autobahnen 1980 Helmtragepflicht ABS Sicherheits gurt Airbag 1984 Anschnallpflicht ,8 Promille BAK ASR ESP BAS Geschwindigkeitsregelanlage ACC Notbrems- Assistent Reifendruck- Kontrollsystem Spurhalte- Assistent Adaptives Fernlicht Quelle (Daten): Statistisches Bundesamt Universität Duisburg-Essen 5

6 SICHERHEIT EU Vision Zero noch in weiter Ferne Human error accounts for 95% of all road accidents In 76% of the cases, the human is solely to blame Misjudging, driving dynamics and weather: 50% 39% of passenger vehicles and 26% of trucks do not activate brakes before a collision Distraction: 38% Quelle: Underlying causes: alcohol, inexperience and fatigue Quelle: European Commission, Directorate General Information Society and Media, Informal document No.: ITS (13 th session of ITS, June 23 th 2006, agenda item 3) SICHERHEIT Große Abstände zwischen Unfällen Zurückgelegte Strecken und gemeldete Pkw Unfälle in Deutschland 2010 Unfälle Personenschäden Sachschäden Verunglückte Personen Getötete Verletzte insgesamt zurückgelegte Strecke T km zurückgelegte Strecke zwischen zwei Unfällen Ein Autofahrer legt im Durchschnitt zwischen zwei Unfällen ca km zurück Bei einer durchschnittlichen Fahrleistung von km pro Jahr vergehen zwischen zwei Unfällen also ca. 25 Jahre Universität Duisburg-Essen 6

7 TECHNIKTRENDS DIGITALISIERUNG & VERNETZUNG ELEKTRIFIZIERUNG AUTOMATISIERUNG NEUE WERKSTOFFE & LEICHTBAU TREIBER MARKT, NEUE ANBIETER & TECHNIKEN Titelmasterformat durch Klicken bearbeiten Neue Technologien und neue Anbieter schaffen neue Bedürfnisse und damit Markpotentiale Smartphone oder schon lange vorher Wenn ich die Menschen gefragt hätte, was sie wollen, hätten sie gesagt schnellere Pferde Henry Ford Universität Duisburg-Essen 7

8 AKTIVE SICHERHEITSSYSTEME warnend Fahrgeschwindigkeitsregler Kurvenlicht passiv Beleuchtung an/aus ABS propriozeptive Sensorik ESP Scheibenwischer Assistent Hochautomatisiertes Fahren Spurhaltung Stauassistent Kurvenlicht aktiv extrapriozeptive Sensorik Platooning Nahfeldkollision Warnung/Vermeidung ACC+S&G ACC Kreuzungsassistent unterstützend teilautomatisiert hochautomatisiert vollautomatisiert Bremsassistent Fernlichtassistent Vernetzung Verkehrszeichen- Erkennung Autonomes Fahren Generation 2. Generation 3. Generation AUTOMATISIERUNGSGRADE NACH BAST Fahrzeugführung jederzeit alleine durch den Fahrer Beispiel: Geschwindigkeitswarnung Bild: BMW Keine Assistenzsysteme Längs- oder Querführung jederzeit alleine durch den Fahrer Beispiel: Parkassistent Bild: Mercedes Durchführung der jeweils anderen Führung durch Fahrzeug Jederzeitige Überwachung durch den Fahrer Bild: Audi Beispiel: Stauassistent Zeitweise Längs- und Querführung durch Fahrzeug in speziellen Situationen Nicht jederzeitige Überwachung durch den Fahrer Zeitweise Längs- und Querführung durch Fahrzeug in speziellen Situationen Längs- und Querführung jederzeit alleine durch das Fahrzeug in speziellen Anwendungen Keine Überwachung durch den Fahrer Gesetzlich zugelassen - im Serieneinsatz Nicht zugelassen - Forschungsstadium warnend unterstützend teil automatisiert hoch automatisiert voll automatisiert Universität Duisburg-Essen 8

9 AUTONOM & ASSISTIERT FAHREN ERFOLGSFAKTOREN & HÜRDEN Funktion Zuverlässigkeit & Absicherung (Sensorik, Aktorik, Algorithmen, Ortung, ) Infrastruktur Markierungen, CAR 2 X, Road Based Units, (Wahrgenommener) Kundennutzen Tragfähige Geschäftsmodelle Gesellschaftliche Akzeptanz Versprechen Unfallzahlen zu senken vs. neue Unfallarten, Migration Mischverkehr, kompatibles Verhalten, separate Spuren, Rechtliche Rahmenbedingungen Wiener Konvention 1968, Haftung, FUNKTION SENSORIK Beispiel S-Klasse Quelle: 5komma6.mercedes-benz-passion.com Universität Duisburg-Essen 9

10 WER FÄHRT JETZT EIGENTLICH? Rückmeldung Bremse Fahrzeugdynamik Umgebung Verkehrssituation Fahrer Antrieb Lenkung Energie Information WER FÄHRT JETZT EIGENTLICH? Rückmeldung Fahrzeugdynamik Umgebung Verkehrssituation Fahrer Fahrereingriff Mensch- Maschine Schnittstelle (HMI) Bremse Antrieb Umgebungs -sensorik Assistenzsystem Koordination Lenkung Energie Information Fahrzeugsensorik Universität Duisburg-Essen 10

11 FUNKTION ALGORITHMEN Simulator Visualization of Algorithm Ego-Veh.: 100 km/h Obstacle: 140 km/h Left Outside Mirror 60m Driver s View Obstacle Ego-Vehicle FUNKTION MENSCH MASCHINE SCHNITTSTELLE Universität Duisburg-Essen 11

12 FUNKTION ALGORITHMEN Erprobung im Fahrsimulator FUNKTION ABSICHERUNG Wie lassen sich hochautomatisierte Systeme absichern? Teil automatisiertes Fahren Fahrer hat falsches und gefährliches Verhalten durch Korrektur und Übernahme abzuwenden Bei hands-off Betrieb Überwachung der Kontrolle durch Fahrer oder Überwachung des Fahrers Hoch automatisiertes Fahren Fahrer wird bei Erreichen der (sicheren) Funktionsgrenze zur Übernahme aufgefordert zuverlässiges Erkennen der Funktionsgrenzen abgesicherte Übergabe an Fahrer Voll automatisiertes Fahren Fahrzeugführung ohne Fahrereingriff Entscheidungsautonomie innerhalb eines Verhaltensrahmens Universität Duisburg-Essen 12

13 FUNKTION ABSICHERUNG Wie lassen sich hochautomatisierte Systeme absichern? Bei konventionellen Systemen Fahrzeugfreigabe nach umfangreichen Tests Typische Umfänge mehrere Hunderttausend bis eine Million km ( worst case ) Strecken werden auf langjähriger Erfahrungsbasis ausgesucht und beschleunigt durchfahren Dauerlauf Bei hochautomatisierten Systemen Nachweis der Perzeptions- und Kognitionsqualität in realer Umgebung Erprobung im Fehlerfall? Ethische Fragen? Gesellschaftliche Akzeptanz Ethik Fehler werden nicht völlig verschwinden neue kommen hinzu Menschliche Fehler werden zumindest teilweise durch Designfehler ersetzt Schwangere Frau? Vater von 5 Kindern? 85 jährige Frau? Quelle: Eigenes Foto Wie entscheidet eine Maschinenlogik in ethisch kritischen Situationen? Universität Duisburg-Essen 13

14 Gesellschaftliche Akzeptanz Ethik Der Anspruch ist (zu?) hoch Die mit dem Autofahren (wie auch mit anderen Verkehrsmitteln) verbundenen Gefahren sind heute weitgehend gesellschaftlich akzeptiert Würde die Gesellschaft Fehler eines autonom fahrenden Fahrzeugs akzeptieren, auch wenn die Zahl der Unfälle und Todesfälle insgesamt drastisch sinkt? AUTONOMES FAHREN Assistenzsysteme werden in allen Fahrzeugklassen selbstverständlich Gesetzliche Regelungen erforderlich Erforderlich zur weiteren Reduktion tödlicher Verkehrsunfälle Digitalisierung treibt Automatisierung Assistenzsysteme und Autonomes Fahren werden Innovationstreiber insbesondere für OEM & Zulieferer Funktionsentwicklung muss durch Entwicklung geeigneter Absicherungsmethoden begleitet werden Migrationsstrategie mit Risikobegrenzung schrittweise Einführung in abgesicherten Bereichen Universität Duisburg-Essen 14

15 AUTONOMES FAHREN ÜBERBLICK, ENTWICKLUNGSTRENDS UND GESELLSCHAFTLICHE RELEVANZ Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Akademie Fortbildungs- und Qualifizierungsprogramme, Seminare, Konferenzen Analysen Market Research, Marktpotentialanalysen, Studien Veranstaltungen Kongress CAR-Symposium, Karriere-Messe CAR-connects, RUHR-SYMPOSIUM Universität Duisburg-Essen 15

16 Veranstaltungen zum Thema 11. Februar Februar 2015 Marry Barra CEO Sean Fernback President Dieter Zetsche CEO Universität Duisburg-Essen 16