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Kalibrierung von Fahrerassistenzsystemen – Window to the Future

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VORWORT
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„Fahrerlose Fahrzeuge, die für mehr Sicherheit im Straßenverkehr sorgen, das ist die Zukunft der Automobilbranche“, so oder so ähnlich bekommen wir es derzeit immer wieder zu hören.

Unterschiedliche Autohersteller aber auch Unternehmen wie Google versuchen diese Vision wahr werden zu lassen und als Erste ein Auto auf den Markt zu bringen, das ohne Fahrer auskommt. Während viele Experten und Autofahrer klare Vorteile in einem selbststeuernden Auto sehen, bleiben andere skeptisch, ob diese tatsächlich zu weniger Unfällen und Staus beitragen können. Hinzu kommen Debatten rund um die Legalität solcher Fahrzeuge – technologische Möglichkeiten und Gesetze sind nicht immer konform. Fakt ist: Interesse von Verbrauchern an den neuen Entwicklungen ist vorhanden! Diesem Trend entsprechend gibt es inzwischen eine Vielzahl an Fahrerassistenzsystemen (FAS) für alle Fahrzeugtypen – vom Luxuswagen bis zum kleinen Stadtflitzer. FAS werden durch Kameras und Sensoren die Sicherheit und den Komfort von Autofahrern weiter steigern. Die neuen Technologien können für uns steuern, einparken und sogar bremsen. Wer für den technischen Luxus etwas tiefer in die Tasche greift, kann dabei bereits heute teilautonom agieren.

In unserem ersten Artikel blicken wir zurück auf die Zeit, in der die ersten großen FAS auf den Markt kamen. Unser zweiter Beitrag beschäftigt sich mit aktuellen Technologien und Möglichkeiten der technischen Assistenten. Bei Carglass® interessiert uns ganz besonders, wie sich die neuen Entwicklungen auf die Windschutzscheibe auswirken. Die Hersteller entwerfen zunehmend komplexere Halterungen für die Frontscheiben, damit Elektronikteile wie Regensensoren, Spurhalte- oder Fernlichtassistenten integriert werden können. Kameras und Sensoren werden hierfür immer häufiger statt am Kühler hinter dem Spiegel befestigt. In einigen Modellen ist dieser Bereich geradezu voller Elektronik. Beim Neueinbau einer Windschutzscheibe müssen die Kameras meist neu kalibriert werden – ein neues Feld und eine spannende Herausforderung für unsere Monteure. In unserem dritten Artikel betrachten wir deshalb einige konkretere Entwicklungen im Zusammenhang mit nach vorn und auf den Fahrer gerichteten Kameras.

Auch wenn die Zulieferer die Grenzen der Kameratechnologien zu durchbrechen scheinen, es gibt noch einiges zu tun, bevor Autohersteller das fahrerlose Fahrzeug auf den Markt bringen können. Schließlich gibt unser letzter Beitrag einen Überblick über die Aktivitäten und Innovationen der größten Hersteller im Bereich der FAS.
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FAHRERASSISTENZSYSTEME (FAS): DIE TECHNISCHEN HELFER
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Mit FAS sollen Fahrzeuge ihre Umgebung wahrnehmen, sie interpretieren, kritische Situationen erkennen und den Fahrer bei der Ausführung von Fahrmanövern unterstützen. Ziel ist es, Unfälle zu verhindern oder im Falle eines Unfalls die Folgen für Beteiligte zu reduzieren. Auch wenn vollständig fahrerlose Autos noch nicht zu kaufen sind, bieten immer mehr Modelle Fahrerassistenzsysteme. Dazu gehört beispielsweise der Abstandsregeltempomat (ACC), das Kollisionswarnsystem (FCW), das automatische Notbremsen (AEB), der Spurhalteassistent (LDW) und die Verkehrszeichenerkennung (TSR). Bei Serienfahrzeugen bilden diese Technologien nur die Spitze des Eisbergs.

Technologien erreichen alle Segmente
Eine Zeit lang waren autonome Fahrtechnologien nur im Premiumsegment zu finden. Inzwischen sind sie auch in weniger teuren Autos keine Seltenheit mehr. So ist beispielsweise der Nissan Note mit dem sogenannten „Safety Shield“ ausgestattet – einer Reihe von Technologien, die im Kleinwagensegment ein neues Level an Fahrerassistenz bieten. Zu diesen Technologien zählen ein Totwinkelassistent, ein Spurhalteassistent sowie die Bewegungserkennung durch eine „Rundumsicht-Anzeige“.
Multifunktionskameras sind auf dem europäischen Massenmarkt bereits zu Fahrzeugen des C-Segments vorgedrungen. Es ist zu erwarten, dass sie in den kommenden Jahren – beschleunigt durch Vorgaben des europäischen Neuwagen-Bewertungs-Programms Euro-NCAP und andere Regulierungen – weiter in den Massenmarkt vordringen. Bei den kleineren Autos des A- und B-Segments machen sich Preiserhöhungen am stärksten bemerkbar, doch gerade diese Modelle sind es, die bei Unfällen am wenigsten geschützt sind und somit am meisten von Antikollisionstechnologien profitieren. Entsprechend ist davon auszugehen, dass immer mehr Autohersteller dies als Sicherheitsvorteil in diesen Segmenten nutzen werden.

Die wichtigsten Fahrerassistenzsysteme und ihre Anwendungen auf einen Blick:

Adaptiver Geschwindigkeitsregeltempomat (Adaptive Cruise Control)

Was ist das? Obwohl es bereits seit Jahren Tempomaten gibt, müssen Fahrer weiterhin auf die Geschwindigkeit der anderen Fahrzeuge achten. Ein Abstandsregeltempomat (ACC) geht einen Schritt weiter, indem er automatisch die Geschwindigkeit des Autos an das vor ihm fahrende Fahrzeug anpasst. Dafür werden üblicherweise Radarsensoren genutzt. Der Fahrer stellt einen gewünschten Geschwindigkeitsbereich ein. Erkennt das System einen verringerten Abstand zum vorderen Fahrzeug, drosselt es automatisch die Motorleistung und/oder betätigt die Bremsen, um einen Sicherheitsabstand zu wahren, ohne dabei die vom Fahrer voreingestellte Geschwindigkeit zu überschreiten.

Wann wurde er zum ersten Mal eingesetzt? Als einer der ersten Autohersteller hat BMW ein umfassendes ACC-System angeboten, mit dem ein Fahrzeug vollständig angehalten werden kann. Seither haben Mercedes-Benz, VW, GM und einige weitere Hersteller ihre eigenen umfassenden ACC-Systeme eingeführt. Diese Systeme sind also längst nicht mehr auf die sogenannten Luxuslimousinen beschränkt. Aber auch wenn das Gros der Hersteller sie anbietet, werden meist nur wenige Modelle mit dieser Technologie ausgestattet. Ford stattet beispielsweise nur Focus, C-Max, Kuga, Mondeo, S-Max und Galaxy mit einem ACC-System aus. VW bietet ein ACC-System seit 2014 im Polo an. Der Polo ist mit einem Radarsensor im unteren Kühlergrill ausgestattet, der die adaptive Geschwindigkeitsregulierung, die Warnung vor Kollisionen und das automatische Notbremsen ermöglicht; Radarsensoren an den Seiten assistieren darüber hinaus beim Spurwechsel. Der VW Polo mit ACC-System ist ein weiterer Meilenstein. Carglass® geht davon aus, dass andere Hersteller nachziehen werden und Fahrerassistenz nicht mehr lange nur ein luxuriöses Statussymbol für wenige bleiben wird.

Doch ACC ist nicht immer bloß ACC. Die „Predictive Powertrain Control“, ein neues Feature im Mercedes-Benz Actros, geht darüber hinaus. Das System kennt die Topographie der vorliegenden Strecke und kann dadurch spritsparend steuern. Es handelt sich dabei um den ersten GPS-basierten Tempomaten. Nach Aussagen von Mercedes greift die „Predictive Powertrain Control“ nicht nur in die Geschwindigkeit und das Bremsen ein, sondern kann mittlerweile auch das Getriebe steuern.

Kollisionswarnsystem (Forward Collision Warning)

Was ist das? Ein Kollisionswarnsystem (FCW) ist eine erweiterte Funktion des ACC-Systems und verwendet normalerweise dieselben Kamerasensoren, um vor einer drohenden Kollision zu warnen. Bisher waren diese Kollisionswarnsysteme beinah ausschließlich mit Radarsensoren erhältlich. Nur selten hat ein lidar-basiertes System für Vielfalt gesorgt.

Wann wurde es zum ersten Mal eingesetzt? Bereits im Jahr 2003 hat Toyota in Nordamerika begonnen, den Lexus LS430 mit seinem sogenannten „Pre-Collision-System“ auszustatten. Doch solche Technologien sind nicht mehr nur in Luxuswagen zu finden. Vauxhall bietet ein FCW-System in den Modellen Astra, GTC, Ampera, Zafira Tourer, Cascada, Insignia und Mokka an. Das System nutzt den Radarsensor hinter dem Kühlergrill und kann damit Fahrzeuge, die sich in derselben Fahrspur befinden, auf 150 Meter Entfernung erkennen.

Abbildung: das ACC-System von Continental

LIDAR für City Safety (Abbildung) – (Text oben) Im oberen Bereich wird das Licht eingefangen, im unteren Bereich der Laserimpuls ausgesendet

(Text unten) 1. Kamera für den Spurhalteassistenten und ggf. weitere Fahrerassistenzsysteme 2. Regensensor
(Text unter Abbildung) Kamerasystem „City Safety“ von Volvo

Autonomes Notbremssystem (Autonomous Emergency Braking)

Was ist das? Autonome Notbremssysteme (AEB-Systeme) sind ein Zusatz zur zugrunde liegenden ACC-Technologie. Wenn eine Kollision droht, wird der Bremsvorgang eingeleitet – unabhängig davon, ob der Fahrer ACC verwendet. Bei AEB werden normalerweise Radar- oder Lidar-Kamerasensoren eingesetzt, um die Straße auf Hindernisse zu überprüfen. Wenn eine Kollision wahrscheinlich ist, warnt das System den Fahrer, dass er bremsen muss. Reagiert der Fahrer nicht, übernimmt das System und betätigt die Bremsen, um die Kollision zu verhindern oder den Aufprall zu mindern.

Wann wurde es zum ersten Mal eingesetzt? Das „Pre-Safe-System“ von Mercedes-Benz wurde 2003 in der S-Klasse eingeführt. „Pre-Safe“ verwendet die Sensoren des elektronischen Stabilitätsprogramms (ESP), um den Lenkwinkel, die Drehrate des Fahrzeugs sowie die Querbeschleunigung zu messen und die Sensoren des Bremsassistenten, um eine Notbremsung zu erkennen. Wenn das System eine mögliche Kollision oder einen Überschlag erkennt, kann es die Sitzgurte straffen, die Stellung der Sitze (einschließlich der Rücksitze) verändern, eingeklappte Kopfstützen auf der Rückbank aufrichten und das Schiebedach schließen. Bei einer neueren Version des „Pre-Safe-Systems“ wurde eine Funktion ergänzt, die – falls notwendig – offene Fenster schließt.

Eine Reihe von Autoherstellern bietet mittlerweile AEB-Systeme an. Die gestiegenen Anforderungen für eine Top-Bewertung durch Euro NCAP mit fünf Sternen haben die Ausstattung mit AEB in Europa weiter beschleunigt, doch die meisten Hersteller haben das System schon seit einer Weile für bestimmte Modelle im Angebot: 2011 wurde beispielsweise der sogenannte „Active City Stop“ von Ford zum ersten Mal im Ford Focus eingeführt. Inzwischen wird er auch im Fiesta, B-Max, C-Max, Grand C-Max, Kuga, Transit Connect und Tourneo Connect eingesetzt. Volvo hat sein System „Collision Warning with Auto Brake“ (CWAB, Kollisionswarnsystem mit automatischem Bremsen), das in Kooperation mit der israelischen Mobileye N.V. entwickelt wurde, zum ersten Mal 2007 im S80 eingeführt. „Volvo City Safety“ ist ein automatisches Notbremssystem, das den Fahrer dabei unterstützt, einen Unfall bei niedriger Geschwindigkeit zu vermeiden oder den Aufprall zu mindern.

Abbildung: Ford Focus “Active City Stop”

Spurhalteassistent (Lane Departure Warning)

Was ist das? Wie der Name bereits sagt, unterstützt der Spurhalteassistent (LDW-System) den Fahrer dabei, die Spur zu halten. Das System verwendet eine Kamera, die sich hinter dem Innenrückspiegel befindet, um die vor dem Auto liegende Fahrbahn auf Fahrbahnmarkierungen hin zu überprüfen.

Wann wurde er zum ersten Mal eingesetzt? BMW hat den Spurhalteassistenten, bei dem das Lenkrad vibriert, um den Fahrer vor unbeabsichtigten Abweichungen zu warnen, 2008 in seinen 5er- und 6er-Modellreihen eingeführt. Ende 2013 hat BMW das System mit dem Stauassistenten, der zum ersten Mal im überarbeiteten X5 eingesetzt wurde, nachgerüstet. Heute bieten eine ganze Reihe an Herstellern LDW-Systeme an – unter anderem Audi, Citroën, Ford, Honda, Kia, Seat und Opel.

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Verkehrszeichenerkennung (Traffic Sign Recognition)

Was ist das? Die Verkehrszeichenerkennung (TSR) soll den Fahrer hauptsächlich an die aktuelle Geschwindigkeitsbegrenzung erinnern.

Wann wurde sie zum ersten Mal eingesetzt? Das erste System dieser Art wurde von Mobileye in Kooperation mit der Continental AG entwickelt. Es wurde Ende 2008 zum ersten Mal in den überarbeiteten BMW 7er-Modellen und im folgenden Jahr in der Mercedes Benz S-Klasse eingesetzt. Andere Hersteller haben ihre eigenen Systeme eingeführt. Zum Beispiel sind seit 2011 der VW Passat und seit 2012 einige Modelle von Volvo (unter anderem S80, V70, XC70, XC60, S60, V60 und V40) mit TSR ausgestattet. Continental hat ein weiterführendes System dazu entwickelt: Es erkennt, wenn der Fahrer in falscher Richtung auf eine Autobahn oder in eine Einbahnstraße fährt und warnt ihn. Eine Kamera erkennt die jeweiligen Verkehrszeichen und sendet dem Fahrer über das Head-up-Display oder das Kombiinstrument entsprechende Signale.

Abbildung: Verkehrszeichenerkennung von Continental
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AKTUELLE ENTWICKLUNGEN UND TECHNOLOGIEN
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Aktuelle Fahrerassistenzsysteme verwenden Warnsysteme und greifen zu einem gewissen Grad auch aktiv ein, um den Fahrer von gefährlichen Situationen fernzuhalten. Der Fokus liegt heutzutage aber nach wie vor darauf, den Fahrer zu unterstützen und nicht, die Kontrolle zu übernehmen. Autofahrer zeigen sich weiterhin skeptisch gegenüber Fahrzeugen, die autonom fahren. Das aktive Eingreifen der Fahrerassistenz birgt große Potenziale, aber auch Herausforderungen. Fest steht: Der Innovationsgeist der Entwickler hält an! Wie sehen FAS und Head-up-Displays (HUDs) von morgen aus? Highlights und einen Blick in die Zukunft bot unter anderem der letzte Pariser Autosalon.

Verschiedene Marktfaktoren treiben die Verbreitung der neuen Technologien voran. So kommt es beispielsweise, dass Versicherungsunternehmen in ganz Europa Preisreduktionen für Fahrzeuge mit sicherheitsrelevanter FAS-Ausstattung anbieten.
Auch das Wissen der Verbraucher um die neuen Funktionen zur Kollisionsvermeidung wächst stetig: Entsprechende Werbebotschaften von Autoherstellern nehmen zu. Die Käufer erwarten immer öfter, dass ihr Auto standardmäßig mit fortschrittlichen Sicherheitsfunktionen ausgestattet ist. Und es gibt de facto immer mehr Modelle, die mit diesen Standardfunktionen ausgestattet werden. Ford hofft beispielsweise darauf, dass das diesjährige Edge-Modell mit seinen Standard- und Zusatzfunktionen, die für ein besseres Fahrerlebnis und mehr Komfort für die Insassen sorgen sollen, ein führender Technologieträger wird. Einige Technologien feiern dabei ihre Premiere: die adaptive Lenkung, ein verbesserter aktiver Parkassistent, seitliche Parksensoren und eine Frontkamera mit Waschanlage. Ford gibt an, dass das Fahrzeug eine umfassende Ausstattung an Fahrerassistenten mitbringen wird, einschließlich einer 180-Grad-Front- und Rückfahrkamera, mit denen der Fahrer den Verkehr einsehen kann, wenn er aus einer Seitenstraße oder rückwärts aus einer Parklücke fährt.

Auch andere Hersteller bieten eine wachsende Bandbreite an FAS-Technologien als Standard- oder Zusatzfunktionen an, unter anderem Hyundai, Volvo, Toyota, Honda und Vauxhall. Der Hyundai Sonata 2015 ist beispielsweise mit einer Reihe aktiver Sicherheitstechnologien ausgestattet – unter anderem mit einem Kollisionswarnsystem, einem Totwinkelassistenten, einer Ausparkhilfe und einem Spurhalteassistenten.

Der
Volvo XC90, der im Sommer 2014 vorgestellt wurde, ist weltweit das erste Auto, das mit einer Technologie ausgestattet ist, die unter anderem automatisch bremst, wenn der Fahrer vor einem herannahenden Fahrzeug abbiegen will.

Toyota hat die Infotainment- und Sicherheitsfunktionen des Prius+ für das Modelljahr 2015 überarbeitet und das Modell standardmäßig mit dem „Toyota Touch 2 Multimediasystem“ mit „MirrorLink“, Touchscreen, Bluetooth und Rückfahrkamera ausgestattet.

Einige hochwertig ausgestattete Modelle des
Honda Accord 2015 bieten ein Kollisionswarnsystem, eine Spurüberwachung (durch Kameras an den Seitenspiegeln) und einen Spurhalteassistenten. Der Honda Accord EX-L kann beispielsweise mit einem FCW-System, einer Kamera an der Windschutzscheibe oder (im Fall des Touring-Modells) einem Radarsystem im Kühler aufwarten. Inzwischen wird für den Spurhalteassistenten des Accord eine Kamera an der Windschutzscheibe verwendet, um die Fahrbahnmarkierungen zu verfolgen.

Vauxhall hat dieses Jahr auf dem Pariser Autosalon den neuen Corsa präsentiert. Das neue Modell führt eine Vielzahl an Fahrerassistenzsystemen ein – darunter einige, die zum ersten Mal in diesem Modell Anwendung finden. Dazu zählen der Totwinkelassistent und die „Opel Eye“-Frontkamera mit Verkehrszeichenerkennung, der Spurhalteassistent sowie das Kollisionswarnsystem.

Für das Modelljahr 2015 hat
Fiat-Chrysler den Dodge Charger, die Chrysler 200 Limousinen und den Jeep Cherokee mit dem „Full-Speed Forward Collision Warning Plus“ (Kollisionswarnsystem bei voller Geschwindigkeit) als Zusatzfunktion ausgestattet. Eine Kombination aus Radar- und Kameratechnologie stellt fest, ob ein Frontalzusammenstoß mit einem anderen Fahrzeug droht. Beide Systeme müssen zum selben Ergebnis kommen, sonst wird das System nicht aktiviert. Nach Angaben des Herstellers soll diese Doppelfunktion Falschmeldungen verhindern, die bei Systemen der Wettbewerber, die nur Radar- oder Kameratechnologien verwenden, häufiger auftreten können.

Subaru hat das Fahrerassistenzsystem „EyeSight“ der neuen Generation entwickelt, mit dem neue Modelle, die ab diesem Jahr in Japan eingeführt werden, optional ausgestattet werden können. Das neue System verwendet ein verbessertes Stereokamerasystem mit Farberkennungstechnologie in Kombination mit etwa 40 Prozent weiterem Blickwinkel und größerer Sichtweite, einem erweiterten Sichtbereich, einer genaueren Objekterkennung und der Möglichkeit, Bremslichter sowie rote Ampeln zu erkennen. Diese Änderungen stellen eine Erweiterung der vorhandenen Grundfunktionen dar, durch die Kollisionen verhindert, Aufprallschäden gemindert und die Fahrer entlastet werden.


Head-up-Displays
Früher waren sie nur in Kampfflugzeugen und Luxuswagen zu sehen, heute sind Head-up-Displays (HUD) zur Massenware geworden. Pioneer bietet sein „Augmented Reality“-HUD („Augmented Reality“ = „erweiterte Realität“) für Navigations-Apps in Smartphones an. Es wird an der Sonnenblende auf der Fahrerseite befestigt und projiziert Informationen zum Verkehr, das Navigationssystem und weitere Informationen auf die Windschutzscheibe.

Infiniti hat die Grenzen der Technik durchbrochen und auf dem Pariser Autosalon sein neues Konzeptfahrzeug Q80, das mit zwei HUDs ausgestattet ist, vorgestellt. Eines davon zeigt dem Fahrer die üblichen Informationen an, während das andere dem Beifahrer Daten eines Smartphones vermittelt, das mit dem Infotainment-System des Autos verbunden ist.

Der SW1 Special Edition
Range Rover Evoque ist uns in Paris ebenfalls ins Auge gestochen. Dieses Modell steckt voller Fahrerassistenzsysteme und ist unter anderem mit einem neuen Laser-HUD ausgestattet – das erste seiner Art auf dem Markt. Es projiziert Informationen wie die Geschwindigkeit, die Anweisungen des Navigationssystems und die Einstellungen des Tempomats auf die Windschutzscheibe. Diese Lasertechnologie sorgt für einen höheren Kontrast, wodurch das Display besser lesbar ist. Der XE ist außerdem mit einer Stereokamera ausgestattet, die eine 3D-Ansicht der Straße vor dem Fahrzeug ermöglicht. Die Kamera dient so als Sensor für Sicherheitsfunktionen, wie beispielsweise das automatische Notbremssystem.

Das neue Fahrerassistenzsystem von
Alps Electric geht noch einen Schritt weiter und verbaut Sensortechnologien, bei denen der Fahrer das HUD im Auto mit seinen Augen steuern kann und die Tür sich mit einer einzigen Bewegung des Fingers verriegelt. In diesem System kommt eine erweiterte Version des HUD von Alps zum Einsatz, mit der die Geschwindigkeit und die Strecke auf der Windschutzscheibe angezeigt werden. Das Display arbeitet mit einer neu entwickelten Laserlichtquelle, durch die es selbst bei sehr hellen Lichtverhältnissen gut sichtbar ist. Alps hat kürzlich mit der Massenproduktion dieses Displays begonnen. Es ist zu erwarten, dass Autohersteller in Europa und den USA die Technologie ab 2015 und 2016 in ihre neuen Modelle integrieren.
Abbildung: HUD des SW1 Special Edition Range Rover Evoque
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FOKUS WINDSCHUTZSCHEIBE
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Hightech hinterm Autospiegel
Neueste Forschungsergebnisse haben gezeigt, dass Fahrfehler eine der häufigsten Ursachen für Verkehrsunfälle sind. Fahrerassistenzsysteme können in schwierigen Situationen daher eine gute Unterstützung sein. Welche Rolle wird das „zurückgelehnte Fahren“ in den Autos von morgen spielen? Und wie sieht es konkret bei der Entwicklung von nach vorn und auf den Fahrer gerichteten Kameras, die beim Neueinbau einer Windschutzscheibe relevant sind, aus?

Fahrerlose Autos
Eine Umfrage, die kürzlich unter 1.000 Erwachsenen in den USA durchgeführt wurde, hat ergeben, dass die Mehrheit der Verbraucher sich noch nicht mit der Idee eines vollständig autonomen Fahrzeugs anfreunden kann und die Technologie „erst absolut sicher“ sein müsse, bevor sie sie verwenden würden. Es stimmt natürlich, dass man in so einem Auto bei einer plötzlichen Fehlfunktion erschreckend hilflos wäre. Abgesehen von der Beantwortung der Frage, wer dafür verantwortlich ist, wenn etwas schiefgeht, wird es einige Zeit dauern, bis sich Fahrer und Fußgänger mit den neuen Technologien wohlfühlen werden. Der Öffentlichkeit werden fahrerlose Autos als wünschenswert verkauft, aber sind sie das wirklich? Viele von uns fahren ja auch sehr gern selbst Auto!
Trotz der Bedenken zu fahrerlosen Fahrzeugen werden auf beiden Seiten des Atlantiks Schritt für Schritt Gesetze zur Legalisierung dieser eingeführt. Nevada hat 2011 als erster US-Bundesstaat ein Gesetz zur Verwendung fahrerloser Autos erlassen – gefolgt von Florida und Kalifornien. Jetzt hat auch die britische Regierung grünes Licht für Fahrversuche mit fahrerlosen Fahrzeugen auf öffentlichen Straßen ab Januar 2015 gegeben.

Vermutungen, wann das erste wirklich fahrerlose Auto auf dem Markt erscheinen wird, reichen von 2016 (Google) bis 2020 (Daimler). Selbst wenn sich die optimistischeren Voraussagen als wahr erweisen sollten, werden die ersten Produktionsvolumen klein sein. Bis dahin können wir davon ausgehen, dass immer mehr Produkte im FAS-Bereich eingeführt werden.

GM will seinerseits seine „Super-Cruise-Technologien“ (halbautomatisches Fahren) ab 2017 anbieten. Bei „Super-Cruise“ kann der Fahrer in bestimmten Fahrsituationen seine Hände vom Lenkrad und die Füße von den Pedalen nehmen.

Eigenen Angaben zufolge will
Nissan Ende 2016 einen Stauassistenten anbieten, durch den Autos in der Lage sein werden, autonom und sicher auf vollen Straßen zu fahren. 2018 wird der Autohersteller nach eigenen Angaben Spurwechselassistenten anbieten, mit denen Autos autonom die Spur wechseln und potenzielle Hindernisse umfahren können. Ab 2019 will Nissan darüber hinaus vollautomatische Parkassistenten anbieten. Und bis 2020 will der Konzern ein System, das Fahrzeuge autonom über Kreuzungen navigiert, zur Verfügung stellen. Derweil wird in Japan ein Testgelände für fahrerloses Fahren errichtet, in das ganze Stadtlandschaften integriert werden sollen.

Die Eröffnung des AstaZero-Testgeländes letzten Sommer in der Nähe von Göteborg in Schweden hat
Volvo seinem ambitionierten Ziel einen Schritt näher gebracht, dass bis 2020 niemand in einem neuen Auto von Volvo tödlich verunglücken oder schwer verletzt werden soll. AstaZero ist ein 72,5 Millionen US-Dollar teures Testzentrum, das von der Volvo Car Group, Scania, Autoliv und Test Side Sweden sowie universitären Einrichtungen und Regierungsbehörden gefördert wird. Es bietet Herstellern und Zulieferern die Möglichkeit, sich auf aktive Sicherheitssysteme zu spezialisieren. Das Testzentrum bietet unter anderem eine Stadtumgebung, die dem New Yorker Stadtteil Harlem nachempfunden ist. Zum Beispielmit Fußgänger-Attrappen, die plötzlich auf der Straße stehen und so die automatischen Bremssysteme auf Herz und Nieren prüfen.

Innenraumkameras
Warnsysteme, die beim Fahrer Anzeichen von Müdigkeit erkennen sollen, gibt es schon eine ganze Weile. Solche Systeme werden von zahlreichen Herstellern unter verschiedenen Namen angeboten, unter anderem von Ford („Müdigkeitswarner“), Mercedes-Benz („Aufmerksamkeitsassistent“), Toyota („Driver Monitoring System“), VW („Müdigkeitserkennung“) und Volvo („Driver Alert Control“).

Bosch ist einer der Hersteller dieser Systeme. Der Zulieferer hat Technologien entwickelt, die den Fahrer warnen, wenn er unbeabsichtigt die Spur verlässt. In Kombination mit einer elektrisch unterstützten Lenkung kann das System, falls notwendig, das Fahrzeug automatisch lenken. „Es kann schnell passieren, dass ein Fahrer aus der Spur fährt, wenn er beim Fahren einnickt oder auch nur die heruntergefallene Sonnenbrille aufheben will“, sagt Dr. Werner Struth, Leiter der Abteilung Chassis Systems Control bei Bosch. „Bei entgegenkommendem Verkehr oder einem fahrenden Fahrzeug in der Parallelspur, kann es leicht zu einem Zusammenstoß kommen. Videokameras, die kontrastreiche Bilddaten und das menschliche Auge lesen können, können Fahrbahnmarkierungen leicht erkennen und so den Fahrer dabei unterstützen, in seiner Spur zu bleiben.“

Warnsysteme für Fahrer mit erweiterten Funktionen befinden sich in der Entwicklung. „Mobile Interior Imaging“ ist beispielsweise ein gemeinsames Projekt von Ford und Intel, um Autodiebstahl zu verhindern und Unfälle zu vermeiden. Das Projekt, das als „Project Mobil“ bekannt ist, verwendet Kameras, um den Fahrer über eine Gesichtserkennung zu identifizieren. Das Informationssystem wird so angepasst, dass dem Fahrer personalisierte Informationen angezeigt werden – beispielsweise sein Kalender, seine Musik oder seine Kontakte. Erkennt das System den Fahrer nicht, sendet es ein Foto an das Intel-Smartphone des Besitzers. Der rechtmäßige Besitzer kann außerdem über das System die Innenraumkamera aktivieren und damit sehen, wer fährt, oder einfach nachschauen, ob er etwas auf dem Rücksitz liegen gelassen hat.

Chart: Continental

Haben wir es schon geschafft?
Seit vielen Jahren diskutieren Branche, Gelehrte und Google über die Möglichkeit des „unfallfreien Fahrens“. Wir sind zwar noch ein Stück davon entfernt, aber vielleicht führt das enge Zusammenwirken von aktiven und passiven Sicherheitssystemen mit vorausschauenden Fahrerassistenzsystemen zu ganz neuen Assistenzsystemen. Wir glauben, dass es mit der Einführung von Fahrerassistenzsystemen zu immer weniger Unfällen kommen wird. Doch um ein unfallfreies Fahren zu ermöglichen, müssen sich auch das Verhalten im Verkehr und die Verkehrsumgebung selbst ändern
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HERSTELLER TRENDS: DIE INNOVATION GEHT WEITER
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Zwar sind von den Kollisionswarn- bis zu den Unfallvermeidungssystemen alle Fahrerassistenzsysteme, die wir hier vorgestellt haben, bereits realisiert oder zumindest noch in diesem Jahrzehnt realisierbar. Es gibt jedoch große Herausforderungen bei der Entwicklung der Systeme. Dazu gehört es nicht zuletzt, das Zusammenspiel der verschiedenen Komponenten so zu gestalten, dass sie eine echte Sicherheitszone um das Fahrzeug bilden. Im nächsten Schritt gilt es, Algorithmen und Technologien zu entwickeln, die festlegen, ob und wann das System beim Fahren eingreift. Im Folgenden findet sich eine Übersicht über die Aktivitäten und Innovationen der größten Hersteller im Bereich FAS:

Autoliv
Autoliv hat ein Stereokamerasystem (Stereo Vision Sensing, SVS) entwickelt, mit dem das Fahren nach eigenen Angaben sicherer und komfortabler ist. Aktuell sind immer mehr Fahrzeuge mit Monokamerasystemen (Mono Vision System, MVS) ausgestattet. Diese Systeme besitzen eine Kamera, die für die einzelnen Funktionen – beispielsweise die Verkehrszeichenerkennung, Spurwechselwarnungen und sogar das automatische Notbremsen – verwendet werden. Durch den Einsatz einer zusätzlichen Kamera kann das System eine dreidimensionale Ansicht des Bereichs vor dem Fahrzeug anzeigen.

Bosch
Nach eigenen Angaben kann die „myDriveAssist-App“ von Bosch Verkehrszeichen lesen sowie andere Informationen aufnehmen und verarbeiten, wodurch neue Funktionen für das Auto möglich werden. Die Daten werden von Smartphones auf der Straße gesammelt, in einem zentralen Server analysiert und den Fahrzeuganwendungen zur Verfügung gestellt. Die kostenlose Bosch-App verwendet die im Smartphone integrierte Kamera, um die Verkehrszeichen zu erkennen. Das Programm erkennt die Zeichen im „Vorbeifahren“ und identifiziert Geschwindigkeitsbegrenzungen, Aufhebungszeichen sowie Einfahrtsverbote. Zusätzlich warnt die „myDriveAssist-App“ den Fahrer durch visuelle und akustische Signale vor einem Überschreiten der Geschwindigkeitsbegrenzung.

Continental
Continental hat kürzlich in seinem Werk in Seguin (Texas, USA) mit der Produktion von Nahbereichsradarsensoren für erweiterte Fahrerassistenzsysteme begonnen und plant, 2016 etwa drei Millionen davon in Seguin herzustellen. Diese Zahl sagt einiges darüber aus, wie schnell das Interesse an Radarfunktionen im Nahbereich – beispielsweise in Form von Totwinkelassistenten und Parkassistenten – wächst.
Abbildung: Die Stereokamera von Continental erkennt Fußgänger, die zum Beispiel von der Seite auf die Straße laufen und halb verdeckt sind, und ist dann in der Lage, eine Notbremsung auszulösen.


Delphi
Delphi ist seit langem in die Entwicklung von Fahrerassistenzsystemen involviert. Zu seinem Portfolio im Bereich FAS gehören ACC-, FCW- und LDW-Systeme. Das Delphi-Kronjuwel ist dieses Jahr die „RACam“ (Sensorfusionssystem für Radar und Kamera), die im Volvo XC90 vorzufinden ist. Die „RACam“-Technologie ermöglicht das autonome Bremsen vor Kreuzungen. Diese Funktion ist im Volvo weltweit zum ersten Mal eingebaut.

Mobileye
Mobileye und Imagination Technologies haben vor kurzem ihre Partnerschaft erweitert und entwickeln gemeinsam ein Bildverarbeitungssystem für die FAS-Technologie von Mobileye. Mobileye hat bereits mehr als 2,5 Millionen „EyeQ2“ und „EyeQ3 SoCs“ (System-on-Chips) ausgeliefert, die auf der „MIPS-Prozessor-Architektur“ von Imagination basieren. Zusammen mit den zahlreichen Algorithmen von Mobileye für Fahrerassistenzsysteme mit einer Monokamera sind diese Bildprozessoren auf aktive Sicherheitsanwendungen für Fahrzeuge wie Spurhalteassistenten, Fahrzeugerkennung, Fußgängererkennung, intelligente Scheinwerfersteuerung und Verkehrszeichenerkennung ausgerichtet.

Abbildung: das Kamerasystem der nächsten Generation von TRW – die S-Cam4-Familie

Auch TRW arbeitet mit Mobileye zusammen. In der „S-Cam3-Technologie“ des Zulieferers ist der „EyeQ3-Chip“ von Mobileye verbaut. Damit bietet sie die sechsfache Prozessorleistung im Vergleich zur aktuellen Generation und erreicht so ein höheres Leistungsniveau. Das System verschafft einen größeren Sichtbereich in der Vertikalen sowie Horizontalen und besitzt einen Megapixel-Bildwandler. Die „S-Cam3“ ermöglicht als eigenständiger Sensor Notbremsungen bei Fußgängern und Autos sowie ACC. Die neueste Generation soll alle Funktionen seines Vorgängers beinhalten (Spurhalteassistent, Kollisionswarnsystem, Scheinwerfersteuerung, Verkehrszeichenerkennung und Fußgängererkennung), ermöglicht aber zusätzlich Notbremsungen bei Fußgängern und Autos sowie die Anzeige des Straßenprofils und weiterer Umgebungsinformationen.

TRW
TRW hat auf dem Pariser Autosalon bekannt gegeben, dass sein Kamerasystem der nächsten Generation, die „S-Cam4-Familie“, einen größeren Bereich für die Objekterkennung und ein größeres Sichtfeld beinhaltet, das die immer strengeren Vorschriften für FAS-Technologien erfüllt. Die monokulare „S-Cam4-Familie“ soll damit auch Testprotokolle für von Fußgängern ausgelöste Notbremsungen oder potenzielle neue Anforderungen wie kreuzende Fahrradfahrer bestehen. Zu dieser Modellfamilie gehört auch die Premiumversion „TriCam4“ mit drei Linsen für Funktionen, die halbautomatisches Fahren unterstützen. Die Einführung ist für 2018 geplant.
TRW hat kürzlich bekannt gegeben, dass das Unternehmen in einer guten Position ist, um schnell erweiterte Funktionen für moderne Fahrzeuge anbieten zu können, da Fahrerassistenzsysteme weiter in den Vordergrund rücken sollen. Kurz darauf veranstaltete TRW ein „Ride & Drive Event“ auf einer Teststrecke in der Nähe von Detroit, USA. Dort hat TRW seine Funktionen für halbautomatisches Fahren vorgeführt. Auch wenn die ersten Schritte bereits getan sind, um halbautomatische Funktionen wie Stauassistenten in Serienwagen einzuführen, ist laut TRW „noch viel zu tun“. Unter anderem seien die rechtlichen Rahmenbedingungen festzulegen.

Valeo
Auf dem diesjährigen Pariser Autosalon hat der Geschäftsführer von Valeo, Jacques Aschenbroich dargestellt, wie sich das Unternehmen durch die Spezialisierung auf den Hightech-Bereich von einem simplen Zulieferer zu einem echten Partner für seine Herstellerkunden entwickelt hat. Im Zuge der zunehmenden Diskussion um das autonome Fahren vertritt der Valeo-Chef den Standpunkt: „Wenn es um fahrerlose Autos geht, stellen wir die Augen und Ohren des Fahrzeugs her. Wir sind für das Gehirn des Autos verantwortlich, mit dem das Fahrzeug all die Daten auswertet, um vollständig autonom zu werden.“ Valeo hat auf dem Pariser Autosalon eine Reihe an Fahrerassistenzsystemen eingeführt – unter anderem seinen Laserscheinwerfer, der die Straße bis zu 600 Meter weit beleuchten kann. Damit kann das System die Entfernung, in der ein Hindernis sichtbar wird, verdoppeln, wodurch die Fahrer mehr Zeit haben, angemessen zu reagieren.
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ZUM SCHLUSS
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„Es wird deutlich, wie schnell Hightech-FAS-Systeme neue Autos erobern – ungeachtet der Automarke oder Preiskategorie. Dass die NCAP in Europa und die NHTSA in den USA die Verwendung von FAS vorantreiben, führt dazu, dass in diesen Schlüsselmärkten schon in wenigen Jahren kaum noch Autos ohne entsprechende Systeme zu bekommen sein werden.

Kameras hinter der Windschutzscheibe sind dabei das ‚Design der Wahl‘! Sie gewährleisten eine klare Sicht nach vorn, gleichzeitig schützt die Frontscheibe die sensiblen Hightech-Komponenten. Auch bei Fahrerassistenzsystemen wird Belron® seinen technischen Vorsprung vor allen Wettbewerbern nutzen und weiter ausbauen. Wir besitzen schon heute mit Abstand das meiste Wissen über die Kalibrierungsanforderungen aller Fahrzeughersteller. Außerdem nutzen wir die weltweit größte Anzahl an markenunabhängigen FAS-Kalibrierungswerkzeugen in der Automobilbranche. So beweisen wir unseren Key-Account-Kunden und Autofahrern weltweit täglich, dass Belron® die beste Wahl für einen Neueinbau der Windschutzscheibe bei Fahrzeugen mit eingebauten FAS ist.“

Richard Tyler – Group Customer Director Belron® (Leiter Kundenbetreuung)
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