Die 5 Stufen des Autonomen Fahrens

Spätestens durch die Fortschritte von Google und Tesla ist autonomes Fahren in aller Munde. Obwohl der Begriff in den Medien so häufig auftaucht, ist vielen gar nicht bewusst, was sich eigentlich alles hinter der Bezeichnung verbirgt. Autonomes Fahren ist nämlich nicht nur die romantisierte Vorstellung, das Lenkrad loszulassen und sich vom Auto zum Wunschziel chauffieren zu lassen. Vielmehr handelt es sich um einen Überbegriff, der für verschiedenste Formen von Hilfestellungen beim Fahren steht. In diesem Artikel beleuchten wir die fünf Stufen des automatisierten Fahrens von SAE und zeigen auf, wo wir uns gegenwärtig auf dieser Skala befinden.

Was ist autonomes Fahren? Eine potenzielle Antwort auf diese Frage könnte lauten: „Wenn man das Lenkrad loslassen kann und dem Auto das Fahren überlässt“. Diese Antwort mag zwar faktisch stimmen, deckt jedoch bloß einen kleinen Teil von dem ab, was autonomes Fahren wirklich ist. Es handelt sich dabei nämlich weniger um eine konkrete Funktion, ein Programm oder einen Baustein, den man nach Belieben in sein Auto einbauen kann. Vielmehr ist das autonome Fahren ein Überbegriff für viele kleinere und größere Innovationen und Technologien, die zusammenarbeiten, um dem Menschen das Leben zu erleichtern. Es beginnt bereits mit kleinen Hilfsmitteln wie dem Abstandsassistenten, oder dem Spurhalteassistenten, die den Fahrer warnen, jedoch nicht die Kontrolle übernehmen. Diese kleinen, nützlichen Unterstützer sind im Leben vieler Autofahrer bereits Alltag und werden, je nach Anspruch, sogar für selbstverständlich genommen. Es gibt ein Detail in der Benennung dieser Hilfsmittel, das dem ein oder anderen Leser aufgefallen sein könnte: Die Bezeichnung als Assistent. Bei diesen unscheinbaren Funktionen handelt es sich um computergesteuerte Programme, die dem Fahrer mithilfe von Sensordaten und Algorithmen assistieren, also Aufgaben abnehmen. Es sei also festgehalten: sowohl der vergleichsweise simple Spurhalteassistent als auch das vollautomatisierte Fahren, bei dem sich der Fahrer vollständig vom Geschehen abwenden kann, zählen im Volksmund zum autonomen Fahren. Dennoch handelt es sich bei den genannten Beispielen um sehr unterschiedliche Funktions- und Komplexitätsspektren. Wie also differenziert die Branche zwischen dem kleinen Spurhalteassistenten und dem vollkommen selbst agierenden Fahrzeug? Hier kommen die fünf Stufen des automatisierten Fahrens von SAE International zum Tragen.

Die fünf Stufen von SAE International

Damit eine Industrie kooperieren und gemeinsam wachsen kann, bedarf es einer einheitlichen Terminologie. 2014 hat sich die SAE International dieser Herausforderung angenommen, um eine gemeinsame Definitions- und Kommunikationsbasis für die Entwicklung automatisierter Fahrzeuge zu erschaffen. Bei der SAE International handelt es sich um die Society of Automotive Engineers, einer seit 1905 existierenden Organisation von Autoingenieuren, die es sich zum Ziel gesetzt hat, den technologischen Fortschritt des Automobils voranzutreiben.

Die Früchte dieser Zusammenkunft von Branchenexperten sind die fünf Stufen (engl. Level) des automatisierten Fahrens. Dabei handelt es sich um die Einteilung von Funktionen in die namensgebenden fünf Stufen. Mit jeder Stufe nimmt die Automatisierung zu und das manuelle Bedienen des Fahrzeuges ab. Auf den Stufen eins und zwei sprechen die Experten von Fahrunterstützungssystemen. Wie der Name bereits andeutet, handelt es sich um Systeme, die der fahrenden Person Hinweise geben aber nicht oder nur wenig aktiv eingreifen. Auf den Stufen drei und vier findet das automatisierte Fahren statt. Hier kann sich die fahrende Person in bestimmten Situationen vom Fahrgeschehen abwenden. Das echte autonome Fahren findet nach dem System der SAE International erst auf der letzten Stufe statt. Das System ist aufgrund seines verständlichen und präzisen Aufbaus zum Branchenstandard geworden. In der folgenden Grafik werden die fünf Stufen noch einmal übersichtlich zusammengefasst und präsentiert.

 

Stufe 1 - Assistiertes Fahren:

  • Auf Stufe 1 muss der Fahrer jederzeit die Kontrolle über das Fahrzeug bewahren und den Verkehr im Blick behalten.
  • Systeme wie der Tempomat oder Abstandsassistent können den Fahrer unterstützen, jedoch übernehmen sie nicht die Kontrolle über das Fahrzeug und der Fahrer bleibt weiterhin haftbar.

 

Stufe 2 - Teilautomatisiertes Fahren:

  • Das Fahrzeug kann manche Aufgaben, wie das Abbremsen und Beschleunigen auf der Autobahn oder das Einparken teilweise selbst ausführen.
  • Dabei kann der Fahrer zeitweise die Hände vom Lenkrad nehmen.
  • Der Fahrer bleibt jedoch in der Verantwortung und muss jederzeit aufmerksam bleiben und die Assistenzsysteme überwachen, um im Notfall wieder die Kontrolle über das Fahrzeug zu übernehmen.

 

Stufe 3 - Hochautomatisiertes Fahren:

  • In bestimmten Verkehrssituationen, wie dem Überholen, Bremsen oder Beschleunigen auf der Autobahn, kann das Fahrzeug über einen längeren Zeitraum selbstständig fahren.
  • Der Fahrer darf sich vorübergehend vom Fahrgeschehen abwenden und z.B. Lesen oder sein Smartphone checken.
  • Der Fahrer muss jedoch weiterhin bereit sein, jederzeit das Steuer wieder zu übernehmen.

 

Stufe 4 - Vollautomatisiertes Fahren:

  • Das Fahrzeug übernimmt fast alle Aufgaben und der Fahrer wird zum Passagier.
  • Die Passagiere dürfen sich vollkommen vom Fahrgeschehen abwenden.
  • Fahrten ohne menschliche Insassen werden möglich.
  • Die Passagiere haften nicht länger für Verkehrsverstöße oder Schäden.

 

Stufe 5 - Autonomes Fahren:

  • Das echte autonome Fahren findet nach dem System der SAE International erst auf der 5. Stufe statt.
  • Stufe 5 stellt die Perfektionierung des automatisierten Fahrens dar.
  • Selbst komplexeste Verkehrssituationen können vom System problemlos gemeistert werden.
  • Es gibt nur noch Passagiere.

 

Ein Blick in die Zukunft - Die Schwelle zu Stufe 3

Und wo befindet sich die Menschheit aktuell in der oben gezeigten Grafik? Tatsächlich steht sie an einem Wendepunkt. Nach Jahren der Innovationen, Tests und Entwicklungen hat die Branche durch den Autobahn-Staupiloten von Mercedes die Stufe 3 erreicht. Zahllose Unternehmen arbeiten zudem intensiv daran, auch das vollautomatisierte Fahren in den Alltag zu bringen und den Menschen so die Möglichkeit zu bieten, sich vom Straßengeschehen abwenden zu können. Während dies in den Testfahrzeugen der Industriegrößen bereits die Realität ist, fehlt es den Algorithmen noch an Erfahrungen in ungewöhnlichen Situationen, wie z.B. Baustellen oder Ampelstörungen. Erst, wenn die Systeme auch in solch irregulären Szenarien die richtigen Entscheidungen treffen, sind sie bereit für den Endkunden. Aber nicht nur auf praktischer, sondern auch auf theoretischer Ebene finden Weiterentwicklungen statt. So hat die SAE International die fünf Stufen erst kürzlich aktualisiert, um auf neuste Trends und Fortschritte in der Automotive Branche zu reagieren. Dabei wurde, unter anderem, die Fernsteuerung von Autos und verschieden Fahrzeugtypen (z.B. konventionelle Fahrzeuge und Hybridfahrzeuge) näher betrachtet und ins System eingebettet. Dieses Beispiel verdeutlicht, dass die fünf Stufen des automatisierten Fahrens der Automobilindustrie zwar mehr Struktur verliehen und viele Aspekte vereinheitlicht haben, es jedoch immer Ideen und Technologien gibt und geben wird, die es zu erforschen und in das Modell zu integrieren gilt.

Während es bereits auf Level 4 möglich ist, dass sich der Fahrer in den meisten Szenarien vollkommen vom Fahrgeschehen abwendet und Fahrzeuge gänzlich fahrerlos agieren können, ist die Vision der fünften Stufe die Perfektion dessen. Fahrzeuge sollen in jedem erdenklichen Szenario ohne Hilfe zurechtfinden und alle Menschen im Fahrzeug sollen durchgehend zu Passagieren werden. Mit der höchsten Stufe geht der anfangs beschriebene Traum, sich zurückzulehnen und dem Fahrzeug die Verantwortung zu übergeben, in Erfüllung. Bis dahin stehen der Industrie jedoch noch viele Jahre der Forschung und Entwicklung bevor. Aktuell gehen Experten davon aus, dass erst 2030 mit serienreifen Level 4-Fahrzeugen gerechnet werden kann.

Wie lang auch immer der Weg zur fünften Stufe dauern mag, LiDAR Technologie ist der Schlüssel. Mit dem ibeoNEXT an Bord fahren bereits heute Testfahrzeuge von Ibeo zur Erprobung von Systemen auf Level 3 und 4 durch Hamburg, Berlin und Peking. Das aktuelle Ziel lautet, mithilfe des ibeoNEXT die Serienreife für automatisiertes Fahren der Stufe 3 zu erreichen und sich dann vollends Stufe 4 zu widmen. Die Sicherheit der Fahrer und Passagiere ist und bleibt bei diesem Ziel stets das höchste Gut für Ibeo.

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