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Auto und Technik: Konzepte von Toyota, Ford und GM

22.05.2013 | 15:07 Uhr |

Der Weg zum fahrerlosen Auto ist noch weit. Hersteller verfolgen jedoch Konzepte, um den Fahrer in jeder Situation zu unterstützen. So soll vor allem die Verkehrssicherheit zunehmen.

Toyota setzt auf Sicherheit

Audi ist nicht der einzige Hersteller, der Automobiltechnik mit IT verschmelzen will : Toyota zeigte auf der CES 2013 ebenfalls ein „Active Safety Research“-Auto von Lexus, das mit Assistenten das Fahren verbessern soll. Dabei geht es jedoch nicht in erster Linie um Komfort, sondern um Sicherheit. Jährlich kommt es allein in den USA zu über 30 000 Todesfällen bei Fahrzeugunfällen, in Deutschland waren es im letzten Jahr laut der ADAC-Statistik über 3700 Todesopfer. Das in Las Vegas vorgestellte Auto basiert auf einem Lexus LS, ist aber mit dem „Integrated Safety Management“-Konzept ausgerüstet.

Hacker-Angriff im Auto?

Die neue Sensor- und Computertechnik der Autos klingt wie ein Segen für Autofahrer und Fußgänger – doch es gibt auch kritische Stimmen
Wer sich mit Software auskennt, weiß, dass es weder fehlerfreie Programme noch absolute Sicherheit gibt. Ist das Auto mit dem Internet verbunden, wird es gleichzeitig zum potenziellen Ziel für Hacker-Angriffe. Ebenso gilt: je größer Funktionsumfang und Software, desto höher die Gefahr von Sicherheitslücken. Mit dem Thema befasst sich ein Beitrag des NDR , bei dem Experten wie Dr. Ilja Radusch vom Fraunhofer Institut in Berlin erklären, wie sich die Hersteller absichern, die ihre Software im Auto schon heute mit dem Netz verbinden. „Es ist ein Teil des Sicherheitskonzeptes, dass nur die Telematik mit dem Internet verbunden ist, das Internet aber keine Verbindung in kritische Systeme wie die Motorsteuerung hat.“ Wenn ein Hacker eindringt, kann er also nicht auf Systeme wie den Motor zugreifen, sondern nur Schaden in dem für die Sicherheit weniger wichtigen zweiten System – das tatsächlich physikalisch getrennt gehalten wird – anrichten. Die Telematik kümmert sich um Dinge wie Datenaustausch, Telekommunikation und Navigation.

Verkehr wird bei diesem System als eine Vermengung aus Menschen, Fahrzeugen und der Umgebung gesehen. Das Konzept zielt nicht auf das selbst fahrende Auto (obwohl dies den Machern zufolge in einer weiteren Entwicklung irgendwann denkbar ist), stattdessen will Toyota beim Lexus Technologie intensiv nutzen, um die Fähigkeiten des Fahrers zu verbessern. „Für Toyota und Lexus ist das fahrerlose Auto nur ein Teil der Geschichte. Unsere Vision ist ein mit einem intelligenten, immer aufmerksamen Co-Piloten ausgerüstetes Auto, dessen Fähigkeiten zu mehr Sicherheit beitragen,“ so Mark Templin, der Chef der Lexus-Abteilung bei Toyota.

Wie beeindruckend das pilotierte Parken ist, zeigt am besten ein Youtube-Video. Es führt das Audi-System in Aktion vor. Sie finden es unter www.youtube.com/watch?v=C6n5m3qN3Ts.
Vergrößern Wie beeindruckend das pilotierte Parken ist, zeigt am besten ein Youtube-Video. Es führt das Audi-System in Aktion vor. Sie finden es unter www.youtube.com/watch?v=C6n5m3qN3Ts.
© Audi

Der Lexus-Prototyp ist mit einer Reihe von Sensoren und automatischen Kontrollsystemen ausgestattet. Beide beobachten die Umgebung des Autos und berechnen daraus die richtige Reaktion. Das Auto hat noch mehr verschiedene Sensoren als ein modernes Smartphone, darunter GPS, Stereokameras, Radar, Lichtsensoren und ein LIDAR-(Light detection and ranging)-Laser-Tracking-System für Abstandsmessung. Derart ausgerüstet, gewinnt das Auto an Intelligenz und tastet eigentlich permanent die Umgebung ab. So kann es nicht nur vor potenziellen Gefahren warnen, sondern auch reagieren.

Die Technik im Lexus

Damit der Prototyp von Toyota alle wichtigen Informationen erhält, greift er auf eine Reihe zusätzlicher Messgeräte zu

– Ein 360-Grad-Laser-Abstandsmesser auf dem Dach erkennt Objekte im Umkreis von 70 Metern.
– Drei HD-Farbkameras erkennen Objekte ab rund 150 Metern Entfernung. Die Frontkamera kann Ampeln erkennen, die seitlichen Kameras sich nähernde Fahrzeuge.
– Radarsensoren vorne und an den Seiten messen die Position und Geschwindigkeit von Objekten – daraus ergibt sich eine nie da gewesene Gesamtübersicht bei Kreuzungen.
– Ein Entfernungsmesser im Hinterrad ist noch das Langweiligste: Er misst Geschwindigkeit und Strecke.
– Auf dem Dach lassen sich Beschleunigung und Winkeländerungen messen, dadurch ist es möglich, die Bewegung des Fahrzeugs im Voraus zu berechnen. GPS-Antennen auf dem Dach schätzen den Winkel und die Ausrichtung des Autos – und dies sogar, bevor es sich bewegt.

Die Sensoren in Kombination bilden das sogenannte „Advanced Pre Collision System A-PCS“. Das System hilft dem Fahrer, Zusammenstöße mit Fahrzeugen oder Fußgängern zu verhindern oder zumindest zu mildern, und das innerhalb vieler unterschiedlicher Geschwindigkeiten – von der Innenstadt bis zur Autobahn. Ein Fahrspurassistent, genannt Lane-Keep Assist System (LKA), nutzt zahlreiche Sensoren, um das Fahrzeug in der Spur zu halten und auf Gefahrenquellen zu reagieren. Tote Winkel will ein Blind Spot Monitor (BSM) mit Monitoren ausgleichen, die mit Mikrowellen arbeiten. Ein Warnsystem benachrichtigt den Fahrer, wenn Fahrzeuge von hinten näher kommen. Auch der schon bekannte Tempomat wurde hier kräftig aufgemöbelt. Er heißt jetzt Adaptive Cruise Control (ACC) und überwacht permanent den Abstand zum vorausfahrenden Auto – bei jeder Geschwindigkeit von Stop-and-Go bis hin zur Autobahnfahrt.

Intelligente Umgebungen erhöhen die Sicherheit

Nicht nur das Auto selbst, auch die Umgebung soll nach der Vision von Toyota intelligenter werden. Zur Beschleunigung der Entwicklung haben die Japaner im November eine neue Testanlage in Toyota City in Betrieb genommen. Dort wurde ein wirklichkeitsgetreues, städtisches Umfeld mit Straßen und Verkehrszeichen eingerichtet, um die Kommunikationssysteme unter echten Bedingungen zu testen.

Der Fahrer kann das Einparken auf einem Tablet überwachen.
Vergrößern Der Fahrer kann das Einparken auf einem Tablet überwachen.
© Audi

Autos sollen permanent voneinander und von ihrer Umgebung Informationen erhalten, sich per Funk austauschen und so Unfälle verhindern. Statt des Fahrers achtet dann das Auto auf Verkehrsschilder, kann Unfallwarnungen an andere Fahrzeuge im Umkreis senden, ein anderes Fahrzeug warnen, wenn es im toten Winkel die Spur wechselt oder zu schnell auf ein stehendes Auto zufährt. Toyota arbeitet bei der Entwicklung des Systems weltweit mit anderen Herstellern, Regierungen und Behörden zusammen, um rechtliche und regulative Rahmenbedingungen zu schaffen, die den Einsatz der Technik überhaupt erst möglich machen.

Ford hat eine eigene Website eingerichtet, um Entwickler für Apps anzulocken.
Vergrößern Ford hat eine eigene Website eingerichtet, um Entwickler für Apps anzulocken.

Ähnliche Entwicklungen laufen bei General Motors. Statt auf Funktechnik setzt der US-Hersteller auf drahtlose Wi-Fi-Direktverbindungen. Das hat einen Vorteil: Dieser Standard ist schon bei vielen Smartphones und anderen Geräten im Einsatz – damit können sich auch Fußgänger ohne teure Spezialtechnik mit ihrem Smartphone in das System einklinken. Zusammen mit anderen Fahrzeugherstellern ist General Motors auch an einer einjährigen Pilotstudie mit Autos, Lkws und Bussen beteiligt. Dabei soll getestet werden, wie gut die Systeme in der Praxis funktionieren.

Apps fürs Armaturenbrett

Die Software muss aber nicht gleich das Auto fahren lassen – auch Apps könnten in einem Zwischenschritt neue Aufgaben übernehmen. Momentan dienen sie meist dem Entertainment, doch Unternehmen wie Ford planen in eine neue Richtung. Große Touchscreens oder Head-up-Displays haben die Instrumente ersetzt, mit denen Autos früher ausgestattet waren – und eröffnen eine riesige Spielwiese für Software-Entwickler. Viele Autohersteller setzen dazu an, aus dem Armaturenbrett eine Art Smartphone oder Tablet zu machen, das eine Plattform für App-Entwickler werden soll. So haben etwa Ford und General Motors eigene Webseiten für Entwickler eingerichtet, auf denen man Infos und Voraussetzungen findet, um Programme für das Dashboard der Autos zu entwickeln.

Toyota will erreichen, dass Autos sich untereinander und mit ihrer Umgebung permanent austauschen – und so Unfälle verhindern.
Vergrößern Toyota will erreichen, dass Autos sich untereinander und mit ihrer Umgebung permanent austauschen – und so Unfälle verhindern.
© Toyota

Im Vergleich zu Apps auf dem iPhone haben native Apps im Auto einige Vorteile. So sind Smartphones nicht dafür gemacht, beim Fahren bedient zu werden. Touchscreens im Auto sind größer, und Autohersteller können bestimmen, was darauf passiert. Sprachsteuerung oder Symbolgröße erhalten im Auto neue Bedeutung. Hier geht es nicht nur um bequeme Bedienung oder schicke Effekte, sondern um möglichst wenig Ablenkung. Bedienelemente wie Knöpfe am Lenkrad erlauben neue Bedienkonzepte. Auto-Apps können direkt Daten aus dem Auto auslesen, die das Smartphone nicht erhält – zu Benzinverbrauch, Motortemperatur und mehr.

Google baut selbstfahrende Autos

Neben den Automobilherstellern arbeitet auch Google an einem Projekt mit einem selbstfahrenden Auto

In einem Video auf der Projektseite ist das System in Aktion zu sehen – und sehr beeindruckend. Der Tester steigt in das mit der Soft- und Hardware ausgerüstete Auto und fährt nach der Zieleingabe los, was zunächst normal aussieht. Allerdings fährt das Auto von selbst, ohne dass der Fahrer je Lenkrad oder Pedale bedient. Das mit dem Google-System ausgerüstete Serienauto manövriert sicher durch die Stadt und hält automatisch an Stoppschildern an.

Schon in wenigen Jahren auf dem Markt
Produktmanager Anthony Levandowski erwartet, dass die Technologie hinter dem Google-Auto innerhalb der nächsten fünf Jahre auf den Markt kommen wird. Offen sei dabei jedoch noch in welcher Form: Ob es also tatsächlich „Google-Autos“ geben wird oder ein Nachrüst-Kit für bereits gekaufte Autos. Angesichts des Demo-Videos erscheint der ambitionierte Zeitplan zwar realistisch, doch abgesehen von den technischen Kinderkrankheiten dürften hier noch viele weitere, sehr große Herausforderungen auf die Macher zukommen – zum Beispiel wenn es darum geht, eine Genehmigung für ein solches System landes- oder gar weltweit zu bekommen. Derzeit haben nur Google und Audi eine Erlaubnis, selbstfahrende Systeme einzusetzen, und dies nur im US-Bundesstaat Nevada. Lizenzen überall zu bekommen, dürfte schwer werden, denn Fehler gibt es in der Software – wie wir wissen – immer, in diesem Fall könnten eine Fehlfunktion oder ein Absturz des Systems Menschenleben gefährden. Wer würde ein solches Auto überhaupt versichern? Auf der Website Extremetech.com haben Redakteure und Publikum spekuliert, wer überhaupt an einem durch ein System verursachten Unfall schuld sein könnte und einen brisanten Nebenaspekt der neuen Technik unterstrichen.

Google baut kein Auto, sondern Software
Wie auch immer die Google-Lösung aussehen wird, sie wird sicher kein eigens entwickeltes „Google-Auto“ sein. Ein Auto von Anfang an zu konstruieren und zu entwickeln, dauert viele Jahre. Google ist ein Softwarehersteller und wird sein System wohl in Zusammenarbeit mit einem Hersteller oder passend zu verschiedenen Modellen anbieten. Ein Problem ist auch noch der Preis: Bei den aktuellen Prototypen von Google und Audi schätzt man, dass Hardware und Hightech-Sensoren mehr kosten als das Auto, in das sie eingebaut sind. Es kann also noch ein paar Jahre dauern, bis die Systeme ausgereift sind und auch die Hard- und Software für den Massenmarkt bezahlbar werden.

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