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rechtsAutonomes Fahren: Was ist das?

Das fahrerlose Fahren bekam vor 20 Jahren starken Auftrieb durch den DARPA-Wettbewerb in den USA, wo auch deutsche Automobilhersteller Preise gewannen. Dies war in 2004...

Autonomes Fahren

Keiner ist mit dem Fahren genervt, keiner muß lenken, Gas geben oder bremsen. Alles wird vom Autopilot erledigt. Die Fahrgäste unterhalten sich entspannt miteinander... Mehr Komfort: Der Fahrer kann sich während der Fahrt entspannen oder anderen Tätigkeiten nachgehen... Foto: Automobilbranche.

Eine erste Anwendung des fahrerlosen, autonomen Fahrens war das autonome Einparken. Der Fahrer sitzt dabei nicht mehr selbst im Fahrzeug, sondern aktiviert die Einparkautomatik von außen.

Dies wurde ab 2010 erprobt und 2015 als kurz vor der Serieneinführung stehende Anwendung angekündigt. Allerdings waren 2021 lediglich Systeme auf dem Markt, die eine ständige Überwachung durch den verantwortlichen Fahrzeugführer benötigen.

Eine Spezialfunktionalität bietet das vollautomatisierte Valet-Parken. Hierbei wird das Fahrzeug wie beim Valet-Parken in einer Abstellzone abgestellt, fährt dann aber selbstständig, ohne menschliche Überwachung, aber ggf. unterstützt vom im Parkhaus installierter Technik zum Parkplatz.

Fahrerlose Transportfahrzeuge

Fahrzeuge, die für den Transport gedacht sind und ohne Fahrer auskommen, sind in der Industrie weit verbreitet.

Mithilfe von Sensorik und Software zur Lokalisation, Navigation und Pfadplanung suchen sich diese mobilen Transportroboter auf einem fest definierten Gebiet ihre Wege selbständig.

Einige Universitäten richten Wettbewerbe mit kleinen Modellfahrzeugen aus, die autonom vorgegebene Strecken mit Hindernissen abfahren.

Hochautomatisiertes Fahren

Hochautomatisiertes Fahren (Highly Automated Driving) bezeichnet einen Zwischenschritt zwischen assistiertem Fahren, bei dem der Fahrer durch zahlreiche (oft getrennte) Fahrerassistenzsysteme bei der Fahraufgabe unterstützt wird, und dem Autonomen Fahren, bei welchem das Fahrzeug selbsttätig, ohne Einwirkung des Fahrers fährt.

Beim Hochautomatisierten Fahren hat das Fahrzeug eine eigene Künstliche Intelligenz, die vorausplant und die Fahraufgabe in den meisten Situationen übernehmen kann.

Mensch und Computer führen zusammen das Fahrzeug, wobei der menschliche Fahrer jederzeit bestimmt, wie stark er eingreift und wie sehr er sich fahren lässt.

Manchmal übernimmt das System aber auch selbständig einen Eingriff, den der Fahrer auch nicht rückgängig machen kann.

Im Gegensatz zum rein Autonomen Fahren bleibt der Fahrer durch die beständige Interaktion am Geschehen beteiligt und Herr der Lage.

Andererseits wird er durch eine kontinuierlich vorhandene Assistenz entlastet und besonders in kritischen Situationen geeignet unterstützt.

Audi hat sich auf der 16. internationalen Fachkonferenz „Fortschritte in der Automobilelektronik“ in Ludwigsburg als erster europäischer Automobilhersteller konkret zu seinem Zeitplan rund um das pilotierte Fahren geäußert: Spätestens 2020 sollte pilotiertes Fahren realisiert werden.

Eine Studie der Unfallforschung der Versicherer hat gezeigt, dass 90% der Fahrer nach einer Fahrt, bei der sie durch eine Nebenaufgabe stark abgelenkt waren, nach 7 bis 8 Sekunden die Automation abschalteten.

Untersucht man allerdings als Indikatoren des Situationsbewusstseins für die Fahrsituation den ersten Blick in den Spiegel und den Blick auf die Geschwindigkeitsanzeige, werden 12 bis 15 Sekunden benötigt.

Weiterhin zeigte sich, dass mit Ausnahme des ersten Blicks auf die Straße die Werte müder hochautomatisiert fahrender Fahrer mit diesen Werten vergleichbar sind.

Allgemein erreichten die hochautomatisiert fahrenden Fahrer einen höheren Müdigkeitslevel als die manuellen Fahrer, und sie erreichten diesen Müdigkeitslevel außerdem früher.

Eine hochautomatisierte Fahrt ohne Nebentätigkeiten sollte deshalb eine Dauer von 15 bis 20 Minuten nicht überschreiten.

Längere Fahrdauern ohne Unterbrechung sind als nicht sicher einzustufen, da Fahrer nicht in der Lage sind, eine monotone Fahraufgabe über einen längeren Zeitraum zu überwachen, ohne zu ermüden.

Künstliche Intelligenz ist das Herzstück des Autonomen Fahrens...

KI ermöglicht es Fahrzeugen, ihre Umgebung genau wahrzunehmen, intelligente Entscheidungen zu treffen und selbstständig zu handeln.

Hier einige konkrete Anwendungsbereiche von Künstlicher Intelligenz (KI) im Autonomen Fahren:

  • Sensorfusion: KI kombiniert Daten von verschiedenen Sensoren wie Kameras, LiDAR, Radar- und Ultraschall-Sensoren, um ein umfassendes Bild der Umgebung zu erstellen.
  • Objekterkennung und -klassifizierung: Eine KI identifiziert und klassifiziert Objekte wie: andere Fahrzeuge, Fußgänger, Radfahrer Ampeln und Verkehrsschilder.
  • Vorhersage von Fahrverhalten: Künstliche Intelligenz kann das Verhalten anderer Verkehrsteilnehmer vorhersagen, um Gefahren frühzeitig zu erkennen.
  • Pfadplanung: KI berechnet die optimale Route und zwar unter Berücksichtigung von den aktuellen Verkehrsbedingungen, Hindernissen und gesetzlichen Vorschriften.
  • Entscheidungen im Verkehr: Künstliche Intelligenz trifft in Echtzeit Entscheidungen über Lenkung, Beschleunigung und Bremsen, um das Fahrzeug sicher durch den Verkehr zu navigieren.
Beispiele für KI-Anwendungen im Autonomen Fahren:

Adaptive Geschwindigkeitsregelung: Die KI passt die Geschwindigkeit des Fahrzeugs automatisch an die Verkehrsbedingungen an.

Spurhalte-Assistent: KI-Steuerung hält das Fahrzeug sicher innerhalb der Fahrspur.

Notbrems-Assistent: KI erkennt drohende Kollisionen und bei Gefahr leitet es automatisch eine Notbremsung ein.

Autonome Park-Assistenz: KI manövriert das Fahrzeug selbstständig in eine Parklücke.

Die Vorteile von KI im Autonomen Fahren:

Erhöhte Sicherheit: KI kann schneller und genauer reagieren als ein Mensch – und so Unfälle vermeiden.

Mehr Komfort: Fahrer können sich während der Fahrt entspannen oder anderen Tätigkeiten nachgehen.

Effizientere Nutzung von Straßen: Autonome Fahrzeuge können dichter aufeinander folgen und so den Verkehrsfluss optimieren.

Reduzierung von Emissionen: Autonome Fahrzeuge können effizienter fahren und so den Kraftstoffverbrauch senken.

Herausforderungen, offene Fragen
  • Ethische Fragen: Wie soll sich ein autonomes Fahrzeug in komplexen ethischen Dilemmata verhalten?
  • Regulierung: Es bedarf klarer gesetzlicher Rahmenbedingungen für das Autonome Fahren.
  • Cybersecurity: Autonome Fahrzeuge sind potenzielle Angriffsziele für Hacker.
  • Technische Herausforderungen: Die Entwicklung zuverlässiger und robuster KI-Systeme ist komplex und erfordert kontinuierliche Forschung.

Autonomes Fahren

(•) Übersicht

(•) Die Entwicklung des Autonomen Fahrens

(•) Autonomes Fahren, in 6 Stufen

(•) Autonomes Fahren: Die Sensoren

(•) Selbstfahrende Autos: heute und morgen


 

Dr. Paulo Heitlinger

Autor, Vortragender, Fachlicher Ansprechpartner

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