Was fehlt noch zum wirklich autonomen Fahren und was müssen wir tun, um dieses Ziel zu erreichen?

Transkript

1 Prof. Dr. rer. nat. Hermann Winner, Philipp Junietz, M.Sc. Was fehlt noch zum wirklich autonomen Fahren und was müssen wir tun, um dieses Ziel zu erreichen?

2 2 Autonomes Fahren: Was können wir schon? In Serie: Teilautomatisiertes Fahren in Teilbereichen des öffentlichen Straßenverkehrs Beispiele: TESLA Autopilot, Mercedes E-Klasse Entspricht den Forschungsansätzen der Anfang-90er Jahre esla_model_s Quelle: PROMETHEUS Videos 1994

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4 4 Autonomes Fahren: Was können wir schon? Im Testbetrieb: Langsames fahrerloses Fahren in ausgewählten urbanen oder suburbanen Bereichen (mit Sicherheitsfahrer) Beispiele: Google, Peoplemover Postbus.ch

5 5 Autonomes Fahren: Was können wir kurzfristig erwarten? In Serie: Hochautomatisiertes Fahren mit Backend-Anbindung Erste Stufe: bis 60 km/h auf Autobahnen Zweite Stufe: bis 130 km/h auf Autobahnen (ohne Baustellen) Youtube.com: Mercedes Intelligent Drive Next Step To Self Driving Cars Mercedes S Class 2016 caranddriver.com

6 6 Autonomes Fahren: Was können wir kurzfristig erwarten? Im Testbetrieb: Vollautomatisiertes Fahren auf eng beschränkten Gebieten mit Betreiberbegleitung Cityring Göteborg, Uber/Volvo Taxis in Pittsburgh Digitales Testfeld Autobahn auf A9 Autofocus.ca Newsroom.uber.com

7 7 Vision: wirklich autonomes Fahren Autonom: Unabhängig von Sicherheits- oder Verfügbarkeitsfahrer D.h. auch ohne fahrtüchtige Insassen zugelassen Ohne relevante Einschränkungen der Straßennetznutzung Vom beliebigen Abfahrtsort bis zum beliebigen Ankunftsort (wie heutige Pkw) einschließlich des Befahrens des Parkplatzes Keine weiteren zeitlichen Einschränkungen gegenüber heutigem Zustand Transportmissionsverfügbarkeit von 99,9 % Zielankunft gesichert Inkl. automatisierte Energieaufnahme

8 8 Vision: wirklich autonomes Fahren Nutzungsbeispiele: Rückfahrt von Kneipe nach Hause ohne Rücksicht auf Alkoholgrenze Kinder-Shuttle zum Nachmittagsprogramm (Fußballplatz, Reittraining, ) Mobilität für Alte nach Abgabe des Führerscheins Mobiles Büro für Vielfahrmanager und Außendienstmitarbeiter Pizza-Auslieferdienst Leerfahrten aller Art

9 9 Vision: wirklich autonomes Fahren Herausforderungen: Nicht nur sicheres Fahren in einem Nutzungskorridor, sondern immer und überall bis zum Ende der Fahrmission Zahl unvorhergesehener Szenarien sehr hoch in einem Fahrzeugleben Statt Regeln im Nutzungskorridor auch autonome Entscheidungsfindung im Falle nicht trainierter Konstellationen oder bei Regelwiderspruch Nicht vorherbestimmbare Sicherheit

10 10 Vision: wirklich autonomes Fahren Die Wege dahin: Zwei generelle Evolutionspfade: Evolution der Automatisierungsgrade Evolution der Anwendungsfelder mit höchstem Automatisierungsgrad Strategien: 1. Breite Einsatzmöglichkeit Fahrzeuge heutigen Typs mit schrittweiser Steigerung des Automationsgrades 2. Fahrerlose neue Transportsysteme 3. Vollautomatisiertes Fahren von herkömmlichen Automobilen auf ausgewählten, mit der Zeit größer werdenden Teilnetzen Everywhere Somewhere Availability OEM D Volvo/Google Something Everything Level of Automation

11 11 Wege zum wirklich autonomes Fahren Klassischer Weg des Technikaufrüstung für Massenmarkt (=> Grundlage für Technologieinvestitionen und kostengünstige Produkte Benötigt bis zum Ziel fahrtüchtige Menschen ( Fahrzeugoperator ) und einen Fahrerarbeitsplatz, Autorität bleibt beim Fahrzeugoperator Keine größere Systemänderung im Mobilitätssystem und der Wertschöpfungskreisläufe Lange Felddurchdringungsphasen Weg 1: Breite Einsatzmöglichkeit mit Steigerung des Automationsgrades Everywhere Somewhere Availability OEM D Something Everything Level of Automation

12 12 Wege zum wirklich autonomes Fahren Weg 1: Risiken Marktakzeptanz (z.b. Wenn ich schon mit dem Auto unterwegs bin, kann ich auch fahren ) Risiko-Reputation (von Maschinen getötete Menschen werden öffentlich stärker wahrgenommen werden als Availability von Menschen getötete) Mode-Confusion (Vielfalt an Automatisierungsgraden) OEM D Everywhere Somewhere Something Everything Level of Automation

13 13 Wege zum wirklich autonomes Fahren Weg 2: Fahrerlose neue Transportsysteme Fokus auf lokalen Einsatz mit beschränkten Nutzungsmöglichkeiten Einfache Verhaltensregeln Überschaubarer Validierungsaufwand Zumeist nur Nahverkehrsdienste Betreibersystem Nutzungsautorität weitgehend an Betreiber abgegeben Überwachung und Verfügbarkeitsmanagement durch Betreiber Wertschöpfungskette eher im Bereich des ÖPNV Everywhere Somewhere Availability OEM Google Something Everything Level of Automation

14 14 Wege zum wirklich autonomes Fahren Weg 2: Risiken Stückzahlerwartung um Größenordnungen kleiner als im klassischen Automobilmarkt gewohnt Unklarheit über Geschäftsmodell Vorinvestitionskraft zu gering für Technologieentwicklung Verzettelung (viele Betreiber, viele Systemvarianten) Nutzerakzeptanz Availability OEM Everywhere Somewhere Google Something Everything Level of Automation

15 15 Wege zum wirklich autonomes Fahren Weg 3: Vollautomatisiertes Fahren von herkömmlichen Automobilen auf ausgewählten, mit der Zeit größer werdenden Teilnetzen Start analog zu Drive-Me-Modell Göteborg Vollautomatisierung auf City-Ring Verkehrszentrale mit Sektormanagement Eroberung anliegender Teilnetze aufgrund der Vorerfahrung mit den vollautomatisierten Autos und dann Freischaltung => Ableger-Ausbreitung mit geringem Validierungsaufwand Überschaubarer Validierungsaufwand Everywhere Somewhere Availability OEM Volvo Something Everything Level of Automation

16 16 Wege zum wirklich autonomes Fahren Weg 3: Risiken Bleibt evtl. auf wenige Inseln beschränkt. Fehlende Insel-übergreifende Kompatibilität Unklares Bezahl-/Geschäftsmodell für benötigtes Verkehrsmanagement Marktnachfrage Availability OEM Everywhere Somewhere Volvo Something Everything Level of Automation

17 17 Gemeinsame Herausforderungen Wissensgenerierung für Komponentenspezifikation und entwicklung (vor allem für maschinelle Wahrnehmung), Verhaltensalgorithmen, Absicherungskonzepte (valide Modelle, Testkataloge) Nutzerakzeptanz Zahlungsbereitschaft Image des Gefahrenwerdens Akzeptanz der anderen Verkehrsteilnehmer Bereitschaft zur Risikopartizipation Rechtsrahmen

18 Was fehlt noch zum wirklich autonomen Fahren und was müssen wir tun, um dieses Ziel zu erreichen? 18 Technische Voraussetzungen werden in absehbarer Zeit bereitstehen können. Einschränkung: soweit wir heute es absehen können. Hauptmangel: Felderfahrung und reife Absicherungstechnik Es kann nicht zu viele Feldversuche geben!!! Das Wissen muss übergreifend zur Verfügung gestellt werden. Auch autonomes Fahren scheint nur in Verbindung mit vernetzten Zentralen (Backend, Verkehrsleitzentrale, Betreiber) einführbar zu sein. Finanzierung und rechtliche Stellung (Haftung, Datenschutz, Privatheit) sind zu klären.

19 19 Ausblick Autonomes Fahren wird kommen. Mehrere Einführungsstrategien sind vorhanden, aber kein überzeugendes, durchgängiges Konzept Das Nichtwissen überwiegt, Rückschläge sind einzukalkulieren. Technikglauben vs. gesunde Skepsis Auch beim autonomen Fahren wird gelten: Erstens kommt es anders, zweitens als man denkt. Die Ergonomie wird in Zukunft beantworten, warum die Ansätze, die scheitern werden, scheitern mussten. Hintergrundbild::

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