IAA: Das zeigen Automobilzulieferer zum automatisierten Fahren

Bosch, Continental und ZF haben angekündigt, auf der IAA ihre autonom fahrenden People Mover auszustellen, wobei Continental die Besucher sogar in einem offiziellen Shuttle des Typs Cube über das IAA-Gelände fahren wird. Noch in diesem Jahr kommen Continental-Technologien im autonomen Shuttle-Bus EZ10 des französischen Unternehmens Easy-Mile erstmals in Serie, an dem Continental seit 2017 beteiligt ist.

Bild 1: ZF wird unter anderem einen vollautonomen People Mover sowie die hierfür verfügbaren Komponenten in Frankfurt vorstellen. Alfred Vollmer

ZF wiederum hat zu Jahresbeginn eine Mehrheitsbeteiligung an der niederländisch-amerikanischen Firma 2getthere erworben (Bild 1), die komplette automatisierte Transportsysteme anbietet. Für die Tier-1s ist es klar, dass sie das Fahrzeug immer mehr als Gesamtsystem sehen müssen, weil es um mehr geht als nur um einzelne Komponenten.

Fahrerassistenz

Zur sicheren Übergabe der Fahrverantwortung beim automatisierten und manuellen Fahren ist eine Innenraumkamera erforderlich, aber an den geeigneten Installationsorten ist der Platz extrem knapp. Continental zeigt auf der IAA eine Kombination aus Umfeld- und Innenraumkameras (Bild 2), die bereits 2021 SOP haben soll. Hierbei liefert die Infrarot-Innenraumkamera wichtige Daten über Fahrer und Passagiere, um so eventuelle Unaufmerksamkeiten zu erkennen und entsprechend reagieren zu können. Mittels künstlicher Intelligenz stimmen spezielle Algorithmen die Sicherheitssysteme ständig auf die Insassen ab.

Bild 2: In höher automatisierten Fahrzeugen muss das System wissen, ob der Fahrer noch „in the Loop“ ist oder ob er sich vom Verkehrsgeschehen abgekoppelt hat. Die Doppelkamera – Fahrbahn-Beobachtung nach vorn und Fahrer nach innen – von Continental bietet hier eine platzsparende Lösung. Alfred Vollmer

Die sogenannte „Road AND Driver“-Kamera befindet sich hinter der Windschutzscheibe des Fahrzeugs oberhalb des Rückspiegels und ist somit an dem Ort untergebracht, an dem heute schon die Kamera sitzt, deren Objektiv nach vorne auf die Straße gerichtet ist und Daten für Fahrassistenzsysteme bereitstellt. Während die auf die Fahrbahn gerichtete Kamera je nach Variante zwischen 2 und 8 MPixel Auflösung bietet, liefert die Near-IR-Kamera 1,2 MPixel. Daten der Innenraumkamera lassen sich jedoch nicht nur für eine sichere Übergabe der Fahrfunktion auswerten, denn mithilfe der Software-Funktion Occupant Safety Monitor besteht zudem die Möglichkeit, die passiven Sicherheitssysteme wie Gurte oder Airbags auf die jeweilige Situation anzupassen.

ZF wird auf der IAA weitere Details zu seiner Assistenzfunktion namens Automated Front Collision Avoidance (Bild 3) bekannt geben, die bei kritischen Situationen wie entgegenkommendem Verkehr auf der eigenen Fahrspur automatisiert ausweichen kann, wenn der Fahrer nicht rechtzeitig reagiert. Diese Assistenzfunktion hat aus Sicht der Redaktion das Potenzial, schon bald auch in der Euro-NCAP-Liste zu stehen. Zwar ist ZF dabei noch in einem frühen Stadium, aber in einem Versuchsträger funktionierte das System bei Geschwindigkeiten bis 70 km/h stets einwandfrei.

Bild 3: ZF wird auch ein neues System zur Vermeidung von Frontkollisionen auf der IAA zeigen. ZF

In seiner Funktionalität sehr beeindruckend präsentierte sich Continentals Pkw-Rechtsabbiegeassistent (Bild 2) im Redaktions-Schnelltest. Wie gut dieses System vor einer Kollision mit einem 25 km/h schnellen Radfahrer im toten Winkel schützt, zeigt ein Kurzvideo sehr deutlich, das die Redaktion für Sie erstellt und hier eingebettet hat. Bis 55 km/h Fahrzeuggeschwindigkeit hat Continental das System, das bei einem entsprechenden OEM-Auftrag Ende 2021 SOP haben könnte, bereits getestet. Es bremst auch für Fußgänger und E-Roller im toten Winkel.

Video: Wie der Rechtsabbiegeassistent von Continental funktioniert

Grundlage des Rechtsabbiegeassistenten ist ein kompaktes Nahbereich-Radar-System mit einem Erfassungswinkel von 130 Grad, das eine präzisere Erfassung des Fahrzeugumfeldes ermöglicht und deutlich weniger Bauraum als bisherige Systeme benötigt. Anstelle der bislang verwendeten 24-GHz-Technologie arbeitet die neue Radargeneration mit 77 GHz, sodass der Radarsensor die Umgebung in einer deutlich höheren Auflösung und Trennschärfe als bislang erfasst. Außerdem erkennt der auf der IAA ausgestellte 77-GHz-Sensor auch Bewegungsrichtungen und Geschwindigkeiten exakter als es im 24 GHz Bereich möglich ist. Radfahrer erkennt der Algorithmus über die beiden rotierenden Räder per Doppler-Radar.

Bild 4: Mehr Schutz für Radfahrer stellte ein zur IAA angekündigtes Assistenzsystem von Continental eindrücklich unter Beweis. Continental

Für eine nahezu lückenlose 360-Grad-Umfeldüberwachung des Fahrzeugs lassen sich vier der Radarsensoren jeweils an den vier Karosserieecken positionieren. Bereits heute bilden solche Radarsysteme die sensorische Grundlage für diverse Fahrerassistenzsysteme, etwa die Erfassung des toten Winkels jeweils rechts und links schräg neben dem Fahrzeug, die Detektion des Umfelds für den Spurwechselassistenten, die Beobachtung des Quer- und Kreuzungsverkehrs für den Kreuzungs- oder Notbremsassistenten sowie die Überwachung des Bereichs hinter dem Fahrzeug für ein sicheres Aussteigen.

Was im Bereich Komfortsysteme und Sensorik gezeigt wird, steht auf der nächsten Seite.

Bei den Komfortsystemen wird ZF die neuste Version seines Fahrwerkkonzepts „Flying Carpet“ vorstellen, das durch Beobachtung der Straßenoberfläche den Fahrkomfort und das Sicherheitsgefühl erhöht, indem es beispielsweise Kurven oder Schlaglöcher frühzeitig erkennt und Gegenmaßnahmen einleitet. Technische Grundlage dafür ist die intelligente Kombination verschiedener aktiver und semi-aktiver Systeme. Herzstück ist das vollaktive Dämpfungssystem Smotion, das mit vier Aktuatoren das Ein- und Ausfedern radindividuell jeder Fahrsituation und Straßenbeschaffenheit anpasst (siehe Video in der Online-Version).

Sensorik/Aktorik

Bosch stellt auf der IAA die Bosch-Kamera mit KI für automatisiertes Fahren und Fahrerassistenz vor, die Bildverarbeitungsalgorithmen mit Methoden künstlicher Intelligenz kombiniert. Die Kamera kann mithilfe maschinellen Lernens eine Fahrbahn auch dann erkennen, wenn Markierungen fehlen. Sie erkennt unterschiedliche Oberflächen wie Schotter, Gras und Asphalt, wobei diese Kamera zudem besser als das menschliche Auge sehen soll. Sie sieht beispielsweise Fußgänger am Straßenrand und erkennt aus Blickrichtung, Kopfstellung und Bewegungsrichtung, ob er auf die Fahrbahn treten wird und Kollisionsgefahr besteht.

Als vorausschauender virtueller Sensor, der den Verlauf und die Fahrbahnbeschaffenheit des vorausliegenden Streckenabschnitts kennt und mit dem Regel-System interagiert, hat Continental den Ehorizon konzipiert. Mit seinem Road Condition Observer nutzt das Unternehmen die im Fahrzeug bereits vorhandenen Systeme wie ESC oder Kamerasysteme, um die Straßenverhältnisse als trocken, nass, sehr nass (Gefahr von Aquaplaning), verschneit oder vereist einzustufen. Damit lässt sich anhand einer darauf basierenden Reibwertschätzung vorhersagen, wie gut die Reifen auf dem jeweiligen Streckenabschnitt haften werden.

Bild 5: Beim Einparken liefern die elektronischen Spiegelsysteme von Gentex genau die optischen Infos, die der Fahrer benötigt. Alfred Vollmer

Zudem forscht Continental derzeit an technischen Lösungen, die den Reifenfülldruck während der Fahrt an Umwelt- und Verkehrsbedingungen anpassen können. Ein erster Prototyp (Bild 5) befindet sich bereits in der Testphase. Als mechanisches Herzstück können Mikrokompressoren, die in die Felge integriert sind, den Reifenfülldruck innerhalb weniger Minuten auch während der Fahrt ändern, da die Druckunterschiede lediglich im Bereich von wenigen zehntel bar liegen.

Spiegelsysteme

Wenn Kameraüberwachungssysteme (CMS – Camera-Monitoring-Systems) den herkömmlichen Rückspiegel durch Kameras und Videodisplays ersetzen, dann soll sich damit das Sichtfeld des Fahrers nach hinten und/oder zur Seite verbessern und die Sicherheit erhöhen. Entsprechende Spiegelsysteme rückt Gentex in den Mittelpunkt seiner Aktivitäten rund um die IAA.

Bild 6: Die Schärfenebene von elektronischen Spiegeln ist im Nahbereich, was während der Fahrt bei älteren Fahrern jenseits der 40 zu temporärer Unschärfe führen kann. Alfred Vollmer

Gentex hat solch einen Full Display Mirror (FDM) auf den Markt gebracht; das intelligente System besteht aus einer nach hinten gerichteten Kamera und einem im Innenspiegel integrierten Display. Der Spiegel bietet zwei verschiedene Funktionen: Im Spiegelmodus funktioniert er als normaler abblendbarer Rückspiegel. Durch Umschalten versetzt man den Spiegel in den Display-Modus und ein klares, helles LC-Display wird auf der reflektierenden Oberfläche des Spiegels angezeigt. Videobilder, die von Kameras in den Außenspiegeln gestreamt werden, können ebenfalls im Displayspiegel eingebettet wiedergegeben werden. Damit lässt sich auch ein Problem der Nutzer von Gleitsichtbrillen in den Griff bekommen, das aus Bild 6 deutlich wird, während gleichzeitig der volle Komfort des Display-Modus‘ beim Parken zur Verfügung steht.

(gk)