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Autowelt: Ford zeigt jetzt neue Generation autonomer Autos

Information

FordFord legt schon jetzt einen großen Schritt in die Zukunft 2021. Denn ab da wird in Großserie produziert. Die neue Generation autonomer Autos auf der Fahrzeug-Plattform Ford Fusion Hybrid kennzeichnet sich durch verbesserte Rechenleistung, die elektrischen Steuerungen sind näher an der Serienreife und die Sensor-Technologie ermöglicht dem Auto eine  bessere „Sicht“ auf die Umgebung.

Ford hat in den USA die nächste Generation von Forschungsträgern für autonomes Fahren vorgestellt. Als Plattform dient dabei erneut der Ford Fusion (Mondeo) Hybrid. Die Rechenleistung dieser Fahrzeuge wurde durch modernste Computer-Hardware verbessert, die elektrischen Steuerungen sind näher an der Serienreife und die Sensor-Technologie mitsamt den Platzierungen der Sensoren ermöglicht den Autos eine noch bessere „Sicht“ auf die Umgebung.


Ford hat in den USA die nächste Generation von Forschungsträgern für autonomes Fahren vorgestellt. Als Plattform dient dabei erneut der Ford Fusion (Mondeo) Hybrid. Die Rechenleistung dieser Fahrzeuge wurde durch modernste Computer-Hardware verbessert, die elektrischen Steuerungen sind näher an der Serienreife und die Sensor-Technologie mitsamt den Platzierungen der Sensoren ermöglicht den Autos eine noch bessere „Sicht“ auf die Umgebung.

Die neuen LiDAR-Sensoren (Light Detection And Ranging) sind zum einen schlanker ausgeführt, zum anderen erfassen sie einen noch exakteren Zielbereich. Auf diese Weise kommt die neue Fahrzeug-Generation mit zwei statt vier Sensoren aus – die aber genauso viele Daten liefern. Ford hatte vor drei Jahren die ersten autonom fahrenden Ford Fusion Hybrid-Forschungsfahrzeuge vorgestellt – alles, seitdem gelernt wurde, floss in die jüngste Fahrzeug-Generation ein.

Ein autonomes Fahrzeug besteht aus zwei Grundelementen: der Fahrzeug-Plattform, die bei Ford auf einem Serienmodell basiert, und dem virtuellen Fahrersystem. Beide Elemente erreichen nun eine weitere Evolutionsstufe. Besonders die Entwicklung und die Tests des virtuellen Fahrersystems haben durch die erweiterte Sensor- und Rechenleistung einen Sprung gemacht.

Virtuelles Fahrersystem
Ford versteht unter einem „virtuellem Fahrersystem“ ein Fahrzeug der Autonomiestufe 4 auf der sechsstufigen Skala der Society of Automotive Engineers (SAE). Es benötigt keinen Fahrer, folglich muss das Auto alle Steuersysteme ebenso gut bedienen können wie der Mensch. Das virtuelle Ford-Fahrersystem umfasst:

– Sensoren – LiDAR, Kameras und Radar
– Algorithmen für die Lokalisation und Routen-/Streckenplanung
– Computerbasierte Bild-Auswertung und maschinelles Lernen
– Hochdetaillierte 3D-Karten
– Hohe Computer- und Elektronikleistung für die praktische Umsetzung

Auf Basis der heutigen Technologien und gestützt auf Annahmen über künftige Möglichkeiten arbeiten die Ford-Ingenieure an zwei Methoden, mit denen das virtuelle Fahrersystem eines autonomen Fahrzeugs seine Umgebung wahrnimmt: vermittelte Wahrnehmung und direkte Wahrnehmung. Die vermittelte Wahrnehmung erfordert das Erzeugen hochauflösender 3D Karten der Umgebung, in der das autonome Auto fahren soll. Dieses Kartenmaterial umfasst alles, was das virtuelle Fahrersystem über die Straßen weiß – etwa die genaue Position von Ampeln, Stoppschildern und Fußgängerüberwegen.

Nach dem Losfahren nutzt das virtuelle Fahrersystem sein LiDAR, bei dem Radarsensoren und Kameras kontinuierlich das Umfeld des Autos erfassen und es mit den Informationen der 3D-Karte vergleichen. So kann das System die Position des Fahrzeugs auf der Straße sehr genau lokalisieren sowie erkennen und verstehen, was rund um das Auto vorgeht. Zudem umfasst die vermittelte Wahrnehmung ein System, in dem die Verkehrsregeln hinterlegt sind. So kann das System das Fahrzeug auf alle Ge- und Verbote vorbereiten.

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Direkte Wahrnehmung
Die direkte Wahrnehmung ergänzt die vermittelte Wahrnehmung. Sie nutzt die Sensoren, um die Position des Fahrzeugs auf der Straße zu „sehen“ und dynamische Elemente – wie Fußgänger, Radfahrer oder andere Autos – zu erkennen. Die Sensoren können sogar helfen, Gesten zu interpretieren, etwa wenn ein Polizist den Verkehr mit Handzeichen regelt. Selbstverständlich erfordert die direkte Wahrnehmung noch bessere Software und eine noch höhere Rechenleistung, denn sie muss beispielweise die dynamischen Verkehrsteilnehmer klassifizieren und vorausberechnen, wie schnell und wohin sich ein Fußgänger oder Radfahrer bewegt. Dieser Hybrid-Ansatz, der vermittelte und direkte Wahrnehmung zusammenführt, soll ein autonomes Fahrzeug genauso gut steuern wie ein Mensch oder sogar besser.

Drei Kameras
Zusätzlich verfügen die Entwicklungsträger von Ford über drei Kameras, die in einer Art Dachreling platziert sind. Hinzu kommt eine weitere an der Windschutzscheibe, die das Geschehen vor dem Auto analysiert. Durch das Zusammenspiel dieser Kameras erkennt das autonom fahrende Fahrzeug sowohl Objekte als auch Personen und registriert zudem, ob eine Ampel gerade rot oder grün ist.

Das System funktioniert in Kombination mit Radarsensoren für den Kurz- und Fernbereich. Diese zusätzlichen „Augen“ scannen ebenfalls die Fahrzeugumgebung und sollen selbst bei Nebel oder heftigem Schneetreiben vorausschauendes und sicheres Fahren ermöglichen .

Das „Gehirn“ des autonomen Ford Fusion Hybrid-Testträgers befindet sich im Kofferraum. Der hochmoderne Computer wartet mit der Rechenleistung mehrere High-End-PCs auf und verarbeitet pro Stunde eine Datenmenge von einem Terabyte – das entspricht 1.000 Gigabyte. Zum Vergleich: Dies ist mehr als das mobile Datenaufkommen, das ein durchschnittlicher Smartphone-Nutzer innerhalb von 45 Jahren anhäuft.

Steuerung des Fahrzeugs
Ein autonom fahrendes Auto funktioniert in vielen Bereichen wie der menschliche Körper: Genau wie das menschliche Gehirn den Muskeln in Händen und Füßen befiehlt, was zu tun ist, werden im Ford Fusion Hybrid-Testträger die vom Hochleistungsrechner getroffenen Entscheidungen über ein komplexes Netzwerk aus elektrischen Signalen an die jeweiligen Fahrzeugsysteme übermittelt.
Für diese speziellen Anforderungen optimierte Ford die Software und, wo nötig, auch die Hardware des Ford Fusion Hybrid. So können die für autonomes Fahren erforderlichen elektrischen Steuersignale an Lenkung, Bremse, Gas und Getriebe übermittelt werden. Dies erfordert – ganz ähnlich wie beim menschlichen Nervensystem – ein perfektes Zusammenspiel des hochkomplexen Gesamtsystems.

Ab 2021 in Großserie
Mit diesen fortschrittlichen Testträgern auf Basis des Ford Fusion Hybrid gelingt dem Ford-Konzern ein wichtiger Meilenstein bei der Entwicklung eines voll autonomen Fahrzeugs, das ab 2021 für Anbieter digitaler Mobilitätsdienstleistungen wie Ride Sharing und Ride Hailing in Großserie produziert werden soll. Derzeit verfügen die Forschungsautos noch über konventionelle Lenkräder sowie über Pedale. Künftige Ride Sharing-Serienmodelle von Ford werden ohne Lenkrad und Pedale auskommen.

Bis zur Serienreife sind jedoch noch zahlreiche Herausforderungen zu meistern. Ford wird in diesem Zusammenhang seine autonome Fahrzeug-Testflotte in den USA 2017 verdreifachen – von 30 auf etwa 90 selbst fahrende Fusion Hybrid-Modelle für Straßentests in Kalifornien, Arizona und Michigan. Darüber hinaus hat Ford angekündigt, in Europa den Erprobungsbetrieb mit autonom fahrenden Autos ebenfalls im kommenden Jahr aufnehmen zu wollen.

Quelle Eskin

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