Autonomes Fahren A9 wird zur intelligenten und vollintegrierten Straße

Bundesverkehrsminister Alexander Dobrindt hat einen Innovationsvertrag zum Aufbau von Radarsensorik auf dem Digitalen Testfeld Autobahn unterzeichnet – gemeinsam mit Dr. Reinhard Ploss und Dr. Jochen Eickholt. In Zukunft werden auf der A 9 in Bayern mit modernster Technologie hochpräzise Echtzeit-Daten zu Verkehrsfluss, Verkehrsdichte, Geschwindigkeit und Fahrverhalten gewonnen.

Im September 2015 hatte Bundesminister Dobrindt das Digitale Testfeld Autobahn auf der A 9 in Bayern eingerichtet – als technologieoffenes Angebot für Industrie und Forschung. Innovative Unternehmen aus dem In- und Ausland können dort zukunftsweisende Systeme und Technologien im Realbetrieb erproben. Erste Anwendungen sind bereits gestartet, z.B. die zentimetergenaue Erfassung der Strecke als hochpräzise, digitale Karte und ein Projekt zur Car-to-Car-Echtzeitkommunikation nahe des nächsten Mobilfunkstandards 5G.

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Die von Siemens und Infineon entwickelten Radarsensoren kommunizieren direkt mit den Autos. So können mehr Fahrzeuge auf der Straße unterwegs sein, weil die Infrastruktur effizienter, intelligenter und sicherer genutzt wird.

Getestet wird die innovative Technologie im Rahmen des vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur initiierten Projekts „Digitales Testfeld Autobahn“ auf der A9 in Bayern. Auf dem Testfeld werden moderne und zukunftsweisende Systeme und Technologien im Realbetrieb erprobt. Das Ziel: Das automatisierte und vernetzte Fahren auf die Straße zu bringen, um den Verkehrsfluss zu verbessern und Risikosituationen in Echtzeit zu entschärfen.

„Die A 9 in Bayern wird die erste intelligente und voll-digitalisierte Straße. Mit innovativer Radarsensorik gewinnen wir auf dem Digitalen Testfeld Autobahn Echtzeit-Daten zum Verkehr“, erläutert Alexander Dobrindt. „Damit schaffen wir die Voraussetzung für smarte Verkehrssteuerung und die Kommunikation von Fahrzeugen und Infrastruktur. Alle Daten stellen wir über unser Portal mCLOUD offen zur Verfügung, damit Gründer und Startups daraus digitale Anwendungen für das automatisierte und vernetzte Fahren entwickeln können.“

In der ersten Ausbauphase werden zunächst rund zehn Sensorik-Anlagen auf dem Digitalen Testfeld Autobahn errichtet. Die Anlagen sollen in 2017 in Betrieb gehen. Das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI), Siemens und Infineon investieren für das Projekt in den kommenden Jahren einen Millionenbetrag.

„Die Vernetzung von automatisierten Fahrzeugen mit digitalen Steuerungssystemen eröffnet neue Möglichkeiten. Assistenzsysteme erfassen und verarbeiten Umgebungsdaten zuverlässig – sie machen das Fahren sicherer und komfortabler“, ergänzt Dr. Ploss. „Der Austausch von Daten mit der Infrastruktur und anderen Fahrzeugen liefert zusätzliche Informationen, um vorausschauend zu fahren und den Verkehrsfluss zu verbessern. Sensoren, Controller, Leistungselektronik und Sicherheitschips von Infineon machen diese Entwicklung möglich. Mikroelektronik ist Schlüsseltechnologie für automatisiertes und vernetztes Fahren.“

„Siemens ist der weltweit führende Anbieter für Digitalisierung in der Mobilität. Es ist unser Anspruch, die Zukunft des automatisierten Fahrens auf der Straße mitzugestalten“, so Dr. Eickholt. „Mit der Vertragsunterzeichnung werden wir das hochautomatisierte und vernetzte Fahren auf Deutschlands Straßen ein wichtiges Stück weiterbringen. Autos werden immer mehr untereinander und mit der Infrastruktur Informationen austauschen. So wächst die Kapazität auf der Straße, weil sie effizienter, intelligenter und sicherer genutzt wird.“

Digitales Testfeld Autobahn – auf dem Weg zum autonomen Fahren

Die A9 zwischen München und Nürnberg, eine der wichtigsten Verkehrsadern Europas, verwandelt sich in eine Teststrecke für Innovationen rund um das automatisierte und vernetzte Fahren. Unter dem Schlagwort Mobilität 4.0 bauen der Bund, der Freistaat Bayern sowie Unternehmen wie Siemens oder Infineon die A9 zu einer Teststrecke für zukunftsweisende Technologien aus.

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Mit Radar zügig und störungsfrei über die Autobahn

Verkehrsfluss optimieren, Gefahren erkennen, Unfälle vermeiden. Um die aktive Sicherheit im Straßenverkehr zu steigern, kommunizieren Autos künftig miteinander - und mit der Verkehrsinfrastruktur. Konkret heißt das: Jedes Auto ist in der Lage, mit eigenen Sensoren gesammelte Informationen über den Zustand von Straßen oder Verkehrslagen anderen Fahrzeugen oder der Leitzentrale mitzuteilen. Die Sensorik der Autobahn kann an den Leitpfosten oder Schilderbrücken angebracht werden, so dass keine größeren Eingriffe in die Infrastruktur erforderlich sind.

Alle Daten, die durch die Radarsysteme gewonnen werden, werden auf der mCLOUD des BMVI Open Source zur Verfügung gestellt. Kreative Köpfe aus Automobil- und Digitalwirtschaft sowie Forschungseinrichtungen können diese Daten nutzen, um innovative Mobilitätslösungen zu entwickeln.

Das Radarsystem arbeitet ohne Bildaufnahmen. Die persönlichen Daten der einzelnen Verkehrsteilnehmer bleiben geschützt. Die Radartechnologie ist eine sehr zuverlässige Detektionstechnik, die im Vergleich zu optischen Sensoren nicht durch Licht- oder Witterungsbedingungen beeinträchtigt werden kann. Die Radarsensoren werden über moderne 77-GHz-Mikrochips von Infineon gesteuert. Sie sind bereits seit Jahren fester Bestandteil von Fahrerassistenz-Systemen und können zum Beispiel den Abstand zu vorausfahrenden Fahrzeugen automatisch konstant halten, Notbremsungen einleiten oder selbständig durchführen.

Assistenzsysteme erfassen und verarbeiten Umgebungsdaten zuverlässig und machen so das Fahren sicherer und komfortabler. Sensoren, Controller, Leistungselektronik und Sicherheitschips von Infineon machen diese Entwicklung möglich. Mikroelektronik ist eine Schlüsseltechnologie für automatisiertes und vernetztes Fahren.

Was alles möglich wird

Sukzessive sollen auf der Autobahn A9 unterschiedliche Anwendungsfelder realisiert werden – ein erster Überblick, weitere folgen im Projektverlauf:

Regelbetrieb: Verkehrsfluss

Art und Qualität der Fahrbahnauslastung sollen erfasst werden. Die spurselektive Momentangeschwindigkeit kann zur Erkennung von Stau- und Risikosituationen herangezogen werden. Die Zählung einzelner Fahrzeuge zur Bestimmung der Belastung und ggf. Messung des Erfolgs von Gegenmaßnahmen wird dadurch umgesetzt. Darüber hinaus kann eine selektive Zählung unterschiedlicher Verkehrsteilnehmer erfolgen, um beispielsweise Berechtigungen zu erfassen (Bild 6).

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Abweichung vom Regelbetrieb: Detektion des Stauendes

An neuralgischen Stellen soll die radarsensorische Überwachung realisiert werden. Dies ermöglicht die Lokalisierung eines Stauendes und unterstützt die Fahrzeugsensorik. Dadurch werden z.B. Auffahrunfälle vermieden oder durch das Verkehrsflussmanagement ein Stau identifiziert und aufgelöst. Das Detektieren von Stauenden kann sowohl auf der Autobahn als auch auf Auf- und Abfahrten umgesetzt werden (Bilder 7a und 7b).

Abweichung vom Regelbetrieb: Falschfahrer

Etwa 1800 Falschfahrer werden jährlich auf 13.000 km Bundesautobahnen plus rund 3350 km autobahnähnlich ausgebauten Bundesstraßen registriert. Durch Radarsensorik können Objekte mit falscher Fahrtrichtung erkannt und automatisch Warnmaßnahmen eingeleitet werden, entweder auf der Autobahn oder schon auf Zu- und Abfahrten (Bilder 8a und 8b).

Abweichung vom Regelbetrieb: Standspurfreigabe und -belegung

Das Sensornetzwerk überwacht ständig den Standstreifen und meldet den Belegungsstatus an die Leitzentrale. Die lokale Detektion kann mit Radarsensoren beispielsweise durch Integration in die Leitpfosten, in die Leitplanke oder einer exponierten Position von oben realisiert werden. Verkehrshinweise, Beschränkungen, Warnhinweise für die Unfallvermeidung oder Handlungsaufforderungen gelangen sowohl zur Leitzentrale als auch direkt in die Fahrzeuge. Freigegebene Standspuren erhöhen die Kapazität der Straße enorm, Meldungen über belegte Standspuren verbessern die Sicherheit (Bild 9).

A2 und A7 sollen folgen

Nach der Autobahn A9 in Bayern soll es bald auch auf der A7 und der A2 Versuchsstrecken für selbstfahrende Autos geben. Niedersachsen will auf den Autobahnen 2 und 7 im Raum zwischen Hannover, Braunschweig und Salzgitter einen Testring für autonomes Fahren aufbauen. Die Strecken sollen bis 2018 schrittweise mit der erforderlichen Technik ausgerüstet werden, sagte Wirtschaftsminister Olaf Lies (SPD) der „Hannoverschen Allgemeinen Zeitung“ (Montag).

Dieser Beitrag stammt von unserem Schwesterportal ELEKTRONIKPRAXIS.

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