Automatisiertes Fahren

Motivation und Handlungsbedarf
für Automatisiertes Fahren
DVR-Kolloquium Automatisiertes Fahren
Bonn, 11.12.2013
Hans-Thomas Ebner, Leiter der Abteilung Technik
für den VDA AK Automatisiertes Fahren
Automatisiertes Fahren
• Motivation für Automatisiertes Fahren
• Automatisierungsgrade und Beispiele
• Rahmen der gesetzlichen Zulassungsvorschriften und
Handlungsbedarf
• Zusammenfassung
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- Reduzierung von Verbrauch und Emission
- Optimierung des Verkehrsflussmanagements
Foto: WhatCar?
- Unsichere Fahrer unterstützen
- Mobilität im Alter steigern
Quelle: dpa
Motivation für Automatisiertes Fahren
1
Zero Emission
2
Demographischer
Wandel
3
Vision Zero
- Reduzierung der Unfallzahlen durch Vermeidung
menschlicher Fahrfehler
4
Verkehrsdichte
steigt
- Optimierung des Verkehrsflussmanagements
- Komfortables, zeiteffizientes Fahren via Automat
5
Wirtschaftsstandort
sichern
- Wettbewerbsvorsprung sichern
- Attraktive Produkte via Technologieführerschaft
6
Reife heutiger
Assistenzsysteme
- Sensorik ist bewährt und wirtschaftlich
- Aktorik (Lenkung, Bremse, …) in Serie
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Automatisiertes Fahren
• Motivation für Automatisiertes Fahren
• Automatisierungsgrade und Beispiele
• Rahmen der gesetzlichen Zulassungsvorschriften und
Handlungsbedarf
• Zusammenfassung
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Technologie-Roadmap Fahrerassistenzsysteme zu
Hochautomatisierte Fahrfunktionen
Pressemitteilungen zu automatisierten
Fahrunktionen:
“Audi will sell self driving cars within this decade.”
http://www.heise.de/newsticker/meldung/Autopilot-von-Audi-nochin-diesem-Jahrzehnt-1779798.html
“Ford predicts self-driving, traffic-reducing cars by 2017”
http://www.extremetech.com/extreme/132147-ford-self-driving-cars-2017
“Volvo: Traffic jam assistance is coming in 2014“
http://www.heise.de/autos/artikel/Volvo-Stau-Assistent-kommt-2014-1736081.html
“… automated driving functions monitored by the driver … could, on
the other hand, be one of the very next evolutionary steps in driver
assistance system.“
https://www.volkswagen-mediaservices.com/medias_publish/ms/content/de/pressemitteilungen/2010/11/08/
“Continental Roadmap: … Partial Automation till 2016. Conditional
Automation till 2020. And High Automation till 2025.”
http://www.spiegel.de/auto/aktuell/automatisiertes-fahren-2025-fahren-autos-selbststaendig-a873582.html
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Nationale & Internationale Gremien / Institutionen
Arbeitskreis „Automatisiertes Fahren“
Ziel: - Begriffsdefinition mit Beispielfunktionen (Bestandteil Positionspapier)
- Rahmenbedingungen zur Einführung Automatischer Fahrfunktionen schaffen
Arbeitsgruppe „On-Road Autonomous Vehicle Standards Committee”
Ziel: - Begriffsdefinition als SAE Standard „Taxonomy and Definitions for Terms Related to On-Road
Autonomous Vehicles”
Policy on Automated Vehicle Development
Ziel:
- Begriffsdefinition
- Forschungs-Programm der NHTSA aufzeigen
- National einheitliche Anforderungen zum Testen Automatischer Fahrfunktionen bereit stellen
Trilateral working group „ Automation in Road Transportation”
DG CONNECT (EU), MLIT (Japan), USDOT-RITA (USA)
Ziel: - Terminologie und Definitionen vereinheitlichen
- Informationen über laufende Forschungsprojekte austauschen und aggregieren
- Kooperationsthemen identifizieren
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Stufen des Automatisierten Fahrens
Serie
Fahrer
LDW, SWA,
FCW
ACC, LKA
StauAssistent
Autobahn
Chauffeur
Stufe 0
Stufe 1
Stufe 2
Stufe 3
Stufe 4
Assistiert
Teil-automatisiert
Hoch-automatisiert
Voll-automatisiert
Driver
Only
Fahrer “in the loop”
Reaktionszeit
Nebentätigkeiten
Risiko min. Manöver
von Start bis Ziel
Entwicklung/Forschung
ja (zwingend)
n.a.
Automatischer
Roboter-Taxi
Not-Halt
Stufe 5
Fahrerlos
Automation
nein (muss nicht)
~1s
einige s
einige min
keine (verboten)
bestimmte
alle (inkl. schlafen)
nein
evtl.
immer (zwingend)
nein (spezifische Situation und/oder bestimmte Zeit)
ja
LDW: Lane Departure Warning, SWA: Spur Wechsel Assistent, FCW: Forward Collision Warning, ACC Adaptive Cruise Control, LKA: Lane Keeping Assistance
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Beispielfunktionen
Teilautomatisiert
Hochautomatisiert
Vollautomatisiert
rangieren
Funktionen bei geringer Geschwindigkeit
z.B. automatisches Einparken
Manöver
mit
Begrenzter
Dauer
Einzelfunktionen, die in einigen Sekunden abgeschlossen werden,
z.B. Spurwechsel oder Überholvorgang
dauerhaftes
Fahren
Funktionen bleiben im Normalfall über längere Zeit aktiv,
z.B. Längs- und Querregelung auf der Autobahn
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Beispielfunktionen
Teilautomatisiert
rangieren
Manöver
mit
Begrenzter
Dauer
dauerhaftes
Fahren
Hochautomatisiert
Vollautomatisiert
Park-Assistenz
Park-Pilot
Autom. fahrerinitiiertes Einund Ausparken. Fahrer muss
dauerhaft überwachen.
Unterbricht ggf.
Autom. Bereitstellung sowie
Ein- und Ausparken. Kein
Fahrer bzw. Fahrer entfernt
sich.
Überhol-Assistent
Spurwechsel-Chauffeur
Automatischer Nothalt
Autom. fahrerinitiiertes
Überholen (ein Überholvorgang). Auf Autobahnen
beschränkt. Fahrer muss
dauerhaft überwachen, greift
bei Bedarf ein.
Autom., fahrerinitiierter
Spurwechsel. Auf Autobahnen
beschränkt. Fahrer muss nicht
überwachen.
Automatisches Herstellen
eines sicheren Zustands bei
Ausfall des Fahrers.
Baustellen-Assistent
Autobahn-Chauffeur
Autobahn-Pilot
Autom. Längs- und Querregelung. Auf Autobahnbaustellen beschränkt. Fahrer
muss dauerhaft überwachen.
Greift bei Bedarf ein.
Autom. Längs- und Querführung. Auf Autobahnen
beschränkt. Fahrer muss nicht
überwachen, sondern wird zur
Übernahme aufgefordert.
Autom. Längs- und Querführung. Auf Autobahnen
beschränkt. Fahrer muss nicht
überwachen. Übernahme nicht
zwingend erforderlich.
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kurzfristig
mittelfristig
langfristig
Beispielfunktionen
Teilautomatisiert
rangieren
Manöver
mit
Begrenzter
Dauer
dauerhaftes
Fahren
Hochautomatisiert
Vollautomatisiert
Park-Assistenz
Park-Pilot
Autom. fahrerinitiiertes Einund Ausparken. Fahrer muss
dauerhaft überwachen.
Unterbricht ggf.
Autom. Bereitstellung sowie
Ein- und Ausparken. Kein
Fahrer bzw. Fahrer entfernt
sich.
Überhol-Assistent
Spurwechsel-Chauffeur
Automatischer Nothalt
Autom. fahrerinitiiertes
Überholen (ein Überholvorgang). Auf Autobahnen
beschränkt. Fahrer muss
dauerhaft überwachen, greift
bei Bedarf ein.
Autom., fahrerinitiierter
Spurwechsel. Auf Autobahnen
beschränkt. Fahrer muss nicht
überwachen.
Automatisches Herstellen
eines sicheren Zustands bei
Ausfall des Fahrers.
Baustellen-Assistent
Autobahn-Chauffeur
Autobahn-Pilot
Autom. Längs- und Querregelung. Auf Autobahnbaustellen beschränkt. Fahrer
muss dauerhaft überwachen.
Greift bei Bedarf ein.
Autom. Längs- und Querführung. Auf Autobahnen
beschränkt. Fahrer muss nicht
überwachen, sondern wird zur
Übernahme aufgefordert.
Autom. Längs- und Querführung. Auf Autobahnen
beschränkt. Fahrer muss nicht
überwachen. Übernahme nicht
zwingend erforderlich.
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kurzfristig
mittelfristig
langfristig
Hochautomatisierung auf Autobahnen
• Das System entlastet den Fahrer und erhöht potentiell die Sicherheit in lästigen Stausituationen
• Der Fahrer muss es bewusst aktivieren und kann es zu jedem Zeitpunkt übersteuern bzw. ausschalten
• Längs- und Querführung werden vom System übernommen, solange die Nutzensituation andauert.
Stau-Chauffeur
• 0 bis 60 km/h in
Stausituationen
Autobahn-Chauffeur
• 0 bis 130km/h auf verschiedenen Spuren von
der Einfahrt bis zur Abfahrt
• Das System ist aktivierbar,
wenn eine Stausituation
vorliegt, d. h. es müssen
langsame vorausfahrende
Fahrzeuge detektiert
werden.
• Überholen langsamerer Fahrzeuge
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• Beherrschen komplexer Straßenverläufe und
Abzweigeszenarien, Tunnels, Mautstellen,
Baustellen, Unfälle
• Komfortables Einhalten aller Geschwindigkeitsgrenzen, kooperatives Verhalten an Einfahrten,
Berücksichtigung der Verkehrsregeln
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Mensch-Maschine-Interaktion
Fahrer…
…fährt
…will
übergeben
…übernimmt
…fährt
Status Fahreraktivität im System bekannt
System…
… prüft
Übernahme
… übernimmt
… fährt
… „will“ komfortabel übergeben
…übergibt
…ist gestört
komfortable
Übernahmeaufforderung,
erweitertes Informationsangebot wird
sofort abgeschaltet
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Einleitung des
harte
risikominimalen ÜbernahmeZustands
aufforderung
(in Stufen)
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Fahreraktivität und Informationsangebot
•
Das System erkennt zwar die Grenzen seines
Wirkbereichs, ist aber nicht in der Lage, in jeder
Ausgangssituation den risikominimalen Zustand
herzustellen. Deshalb wird der Fahrer in bestimmten,
seltenen Fällen (technische Grenzen der Komponenten,
Umgebungsbedingungen außerhalb der Auslegungsgrenzen) mit ausreichender Zeitreserve zur
Übernahme aufgefordert.
•
Dies wird dem Fahrer sehr klar und direkt an dem
Bildschirm angezeigt, an dem er gerade tätig ist, um
Übernahmezeiten zu minimieren.
•
Die Fahrer-Fahrzeug-Schnittstelle wird so gestaltet, dass
der Fahrer mit den verfügbaren Elementen des Fahrzeugs
die gewohnten Informationen seines persönlichen Laptops
/ Tablets / Smartphones im Fahrzeug integriert zur
Verfügung hat. Nur die Tätigkeiten, die das Fahrzeug
anbietet, sind erlaubt.
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Automatisiertes Fahren
• Motivation für Automatisiertes Fahren
• Automatisierungsgrade und Beispiele
• Rahmen der gesetzlichen Zulassungsvorschriften und
Handlungsbedarf
• Zusammenfassung
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Automatisiertes Fahren
Handlungsbedarf besteht bei folgenden Vorschriften:
ECE Regelung 48 – Anbau Lichttechnik
ECE Regelung 79 – Lenkanlagen
Verhaltensrecht – Wiener Übereinkommen von 1968
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Automatisiertes Fahren
ECE-R 48 Beleuchtung/Lichtsignaleinrichtungen Kfz


automatische Aktivierung Warnblinker nur bei Unfall / nach Notbremsung erlaubt
automatische Aktivierung Fahrtrichtungsanzeiger nicht geregelt
 Anpassung ECE-R 48 bzgl. „autom. Betätigung von Lichtfunktionen“ erforderlich:
a) autom. Aktivierung Warnblinker
z.B. für Nothalte-Assistent
b) autom. Aktivierung Fahrtrichtungsanzeiger“ z.B. für Überhol-Assistent
 Thema bearbeitet UN ECE GRE - Lichttechnik
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Automatisiertes Fahren
ECE-R 79 Lenkanlagen


automatische Lenkfunktion nur bis 10 km/h erlaubt z.B. für Parkmanöver
nur „korrigierende Lenkfunktionen“ erlaubt z.B. für Spurverlassenswarnung

Fahrzeugführer hat Hauptverantwortung für das Führen des Fahrzeugs inne
 Anpassung ECE-R79 bzgl. „automatisch geregelter Lenkfunktionen“ erforderlich:
a) Geschwindigkeitsschwelle erhöhen / aufheben
b) kontinuierlichen Eingriff erlauben
c) Fahrzeugführer hat nicht immer Hauptverantwortung für Fahrzeugführung
 Thema bearbeitet UNECE GRRF – Bremsen und Fahrwerk
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Automatisiertes Fahren
Wiener Übereinkommen über den Straßenverkehr von 1968
ARTICLE 8
Drivers
(1) Every moving vehicle or combination of vehicles shall have a driver.
(5) Every driver shall at all times be able to control his vehicle or to guide
his animals.
ARTICLE 13
Speed and distance between vehicles
(1) Every driver of a vehicle shall in all circumstances have his vehicle under
control so as to be able to exercise due and proper care and to be at all times
in a position to perform all manoeuvres required of him. He shall, when
adjusting the speed of his vehicle, pay constant regard to the circumstances, in
particular the lie of the land, the state of the road, the condition and load of
his vehicle, the weather conditions and the density of traffic, …
Definitions:
"Driver" means any person who drives a motor vehicle or other vehicle
(including a cycle), or who guides cattle, singly or in herds, or flocks, or
draught, pack or saddle animals on a road;
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Automatisiertes Fahren
• Motivation für Automatisiertes Fahren
• Automatisierungsgrade und Beispiele
• Rahmen der gesetzlichen Zulassungsvorschriften und
Handlungsbedarf
• Zusammenfassung
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Zusammenfassung
 Automatisierte Fahrfunktionen der ersten Generation sind technologisch verfügbar – Ausweitung
des Funktionsumfanges der folgenden Generation durch Hinzunahme weiterer Informationsquellen
(z.B. car2x-Kommunikation) und Weiterentwicklung der Algorithmen.
 Um das hohe Potential automatischer Fahrfunktionen zu heben, sind gemeinsame Anstrengungen von
Automobilindustrie und Politik erforderlich.
 Technik (Automobilindustrie)
 Komplexität beherrschen und absichern, im Fahrzeug und im Verkehr
 Infrastruktur (Politik)
 Heutige Infrastruktur erhalten und ausbauen sowie existierende Standards umsetzen
 Gesetzgebung (Politik & Automobilindustrie)
 Anpassung von Zulassungsvorschriften und Klärung nationaler und internationaler Rechtsfragen
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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit !
Hans-Thomas Ebner
Leiter der Abteilung Technik
Ich lade Sie herzliche ein zum
16. Technischen Kongress des VDA
am 20. und 21. März 2014
Messegelände Hannover
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