Volles Fahrerlebnis ohne jemanden am Lenkrad – wie weit ist das vom echten autonomen Fahren entfernt?

Selbstfahrende Autos ohne Fahrer am Steuer sind still und leise zu uns gekommen und haben begonnen, Passagiere zu befördern. Bedeutet dies, dass das wirklich autonome Fahren bevorsteht? Der Reporter hat ein Feldexperiment durchgeführt …

Geschrieben von Reporter Zhao Tianyu. Herausgegeben von Ji Jingjing

Redakteur für Neue Medien/Li Yunfeng

Interviewexperten

Gong Jianwei (Professor der Fakultät für Maschinenbau und Fahrzeugtechnik, Beijing Institute of Technology, Direktor des Intelligent Vehicle Research Institute)

Cui Dongshu (Generalsekretär der gemeinsamen Konferenz zur Information über den nationalen Pkw-Markt)

Zhang Ning (Vizepräsident von Pony.ai und Leiter des Forschungs- und Entwicklungszentrums in Peking)

▲Reporter erleben das unbemannte fahrende Auto vor Ort

Anfahren, Beschleunigen, Spurwechsel, Abbiegen, Fußgängern und nicht motorisierten Fahrzeugen ausweichen, Fahren im Stadtverkehr... all diese Vorgänge erledigt eigentlich ein Auto ohne Fahrer? Heutzutage sind solche Science-Fiction-Geschichten Teil unseres täglichen Lebens.

Am 28. April veröffentlichte Peking eine Bekanntmachung zu Demonstrationsanwendungen für unbemannte Fahrzeuge und war damit die erste Stadt in China, die ein Pilotprogramm für den Betrieb unbemannter Personenkraftwagen startete. Die ersten 14 unbemannten Fahrzeuge werden zu Demonstrationszwecken eingesetzt und dürfen der Öffentlichkeit autonome Fahrdienste anbieten, bei denen „kein Sicherheitsbeauftragter auf dem Fahrersitz und ein Sicherheitsbeauftragter auf dem Beifahrersitz sitzt“, also das, was wir heute unter „unbemanntem Fahren“ verstehen.

Dies bedeutet, dass die Bürger ab Mai dieses Jahres im 60 Quadratkilometer großen Gebiet der Beijing Economic and Technological Development Zone nicht nur unbemannte Fahrzeuge vorbeifahren sehen können, sondern auch die Möglichkeit haben werden, in solchen „autonom fahrenden Fahrzeugen“ ohne Fahrer zu zahlreichen U-Bahn-Stationen, Parks, Sportzentren sowie wichtigen Geschäftsvierteln und Wohngebieten in Yizhuang zu fahren.

Die Einführung unbemannter Passagierfahrten in Peking ist nur einer der Schritte in der Entwicklung des autonomen Fahrens auf hohem Niveau. Die zukünftige Ausrichtung erfordert Zeit zur Anpassung sowie technologische Verbesserungen und die Verbesserung und Vervollkommnung der Gesetze. Derzeit setzen die Menschen große Hoffnungen in selbstfahrende Autos, da sie Humankapital einsparen, die Effizienz steigern und die Zahl der Verkehrsunfälle verringern. Sie hoffen außerdem, durch politische Maßnahmen und Technologien die Kommerzialisierung selbstfahrender Autos auf ein höheres Niveau zu heben.

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Fahren ohne Fahrer: Erleben Sie ein Auto ohne Fahrer

In der Beijinger Entwicklungszone Yizhuang außerhalb der südöstlichen fünften Ringstraße wartete ein SUV mit dem aufgedruckten Logo „Unbemanntes Fahren“ ruhig an der Ampel.

Später wurde aus der roten Ampel Grün, das Auto passierte die Kreuzung und blieb am Straßenrand stehen. Diese Abfolge reibungsloser Vorgänge unterscheidet sich nicht von denen eines gewöhnlichen Autos, aber wenn Sie auf den Fahrersitz des Autos schauen, stellen Sie fest, dass dieser leer ist! Auf dem Fahrersitz sitzt niemand!

▲Unbemanntes Testfahrzeug fährt durch die Straßen von Peking

Vor Kurzem erlebte der Reporter persönlich ein „selbstfahrendes“ Auto. Neben Baidu ist auch die Beijing Pony.ai Technology Co., Ltd. (im Folgenden Pony.ai genannt) eines der ersten Unternehmen in Peking, das die Genehmigung zur Durchführung unbemannter Tests erhalten hat.

Abgesehen vom auffälligen Laserradar auf dem Dach unterscheidet sich dieses selbstfahrende Auto nicht wesentlich von einem gewöhnlichen Auto. Doch tatsächlich hat dieses modifizierte selbstfahrende Auto der Lexus RX-Reihe im Vergleich zu seinen Vorgängern große technologische Fortschritte gemacht. Es ist mit dem von Pony.ai entwickelten Software- und Hardware-Integrationssystem für autonomes Fahren der fünften Generation L4 – PonyAlphaX – ausgestattet. Das gesamte Fahrzeug ist mit 4 Laserradaren ausgestattet, um Objekte rund um das Fahrzeug zu erkennen und tote Winkel zu vermeiden. Es ist außerdem mit 7 Kameras ausgestattet, um komplexe Kreuzungsszenen effektiver bewältigen zu können.

Der Fahrersitz war leer, der Copilot war der Sicherheitsbeauftragte und die Passagiere saßen auf dem Rücksitz des Fahrzeugs. Nachdem der Sicherheitsbeauftragte den Gang gewechselt und die Taste zur Bestätigung der Fahrt gedrückt hatte, begann das Lenkrad des Fahrers automatisch zu „drehen und die Spur zu wechseln“ und das Fahrzeug startete!

Nach dem Losfahren werden auf dem Bildschirm vor dem Beifahrer Straßeninformationen angezeigt, darunter Informationen zur Straßenumgebung, zu fahrenden Fahrzeugen, Fußgängern usw. sowie zum Fahrstatus des Fahrzeugs, zur Routenplanung usw. Dies unterscheidet sich nicht wesentlich von der ersten Generation selbstfahrender Autos mit Sicherheitsbeamten, aber man kann deutlich spüren, dass die Genauigkeit der Umgebungserkennung höher ist und sogar Grünzonen erkannt werden können.

▲Das unbemannte autonom fahrende Auto weicht Fußgängern aus und wendet

Die Testfahrt führte durch den südlichen Teil der Wirtschafts- und Technologieentwicklungszone, die sich über die beiden Verwaltungsbezirke Tongzhou und Daxing erstreckt, und war mehr als 12 Kilometer lang. Im Vergleich zur ersten Generation autonom fahrender Testfahrzeuge sind die Straßenbedingungen diesmal komplizierter. Es gibt nicht nur viele Kehrtwenden und Abbiegungen, sondern es müssen auch Straßenbahnschienen, Autobahndurchlässe usw. überquert werden und es kommt häufiger zu Mischverkehr mit anderen Fahrzeugen.

Die Fahrzeuge schlossen die bemannte Mission jedoch reibungslos und zuverlässig ab, ohne dass es zu unerwarteten Zwischenfällen kam. Was die Fahrlogik betrifft, fährt das Auto reibungslos, wenn keine Kurve kommt, und beschleunigt auf Hauptstraßen mit wenig Verkehr aktiv.

Wenn Fußgänger gelegentlich die Straße überqueren, Fahrzeuge auf der Nebenspur einscheren oder andere Fahrzeuge beim Passieren einer Kreuzung unerlaubt abbiegen, liefert das unbemannte Fahrzeug rechtzeitig Pläne und reagiert. Wenn beispielsweise ein Fußgänger plötzlich die Straße überquert, bremst das Fahrzeug nicht plötzlich ab, sondern verlangsamt die Geschwindigkeit und nimmt einen Umweg wie ein erfahrener Fahrer.

Allerdings stellte der Reporter auch einige Mängel fest: Erstens kann es, obwohl es schon lange mit anderen Fahrzeugen gemischt unterwegs ist, nur von Station zu Station fahren. Während dieses Vorgangs kann das Fahrzeug nicht anhalten, es sei denn, der Sicherheitsbeauftragte übernimmt oder es liegt ein Notfall vor.

Zweitens ist der Sicherheitsbeauftragte zwar nicht mehr jederzeit bereit, das Fahrzeug zu übernehmen, muss aber dennoch beim Anfahren und Anhalten manuell den Vorwärtsgang bzw. Parkgang einlegen, da das Fahrzeug sonst weder gestartet noch geparkt werden kann. Als ich den Sicherheitsbeauftragten nach dem Grund fragte, erklärte er, dass es eher an der Konstruktion und Struktur des Fahrzeugs selbst liege.

Drittens ist das unbemannte Fahren stark von den Netzwerk- und Systemeinstellungen abhängig und seine Leistung bei der „intelligenten Planung“ ist nicht zufriedenstellend: Wenn die Netzwerkbedingungen im Park schlecht sind oder die Regeln nicht den Anforderungen für den unbemannten Betrieb entsprechen, kann der automatische Fahrzustand nicht aktiviert werden. Derzeit ist ein Sicherheitsbeauftragter erforderlich, der den Betrieb aufnimmt, bis die Bedingungen erfüllt sind.

Im Allgemeinen unterscheidet sich dieses selbstfahrende Testauto nicht wesentlich von einem gewöhnlichen Auto. Zumindest auf der Teststrecke in der Wirtschafts- und Technologieentwicklungszone hat es das Niveau eines menschlichen Fahrers erreicht, zeigt eine stabilere Leistung als ein menschlicher Anfänger und ist beruhigender als ein gewalttätiger Fahrer mit Aggression im Straßenverkehr.

Beim Vorbeifahren an entgegenkommenden Fahrzeugen blickt der leere Fahrersitz die menschlichen Fahrer anderer Fahrzeuge überrascht an – das ist vielleicht der größte Genuss beim vollautonomen Fahren auf öffentlichen Straßen.

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Sicherheitsbeauftragte werden „entlassen“, und autonomes Fahren bewegt sich in Richtung Level 4

Der Einsatz unbemannter Personenkraftwagen in Peking bedeutet, dass das autonome Fahren in meinem Land offiziell in eine neue Phase kommerzieller Pilotprojekte eingetreten ist und zugleich zum Ausgangspunkt für die Umgestaltung der zukünftigen Reisemethoden Chinas geworden ist.

Der derzeit am weitesten verbreitete Standard für autonomes Fahren ist der amerikanische SAE-Standard, der in 6 Stufen unterteilt ist, wobei die Stufen 0-2 Fahrassistenz und die Stufen 3-5 autonomes Fahren darstellen.

Einfach ausgedrückt können Fahrer der Stufen L1 und L2 ihre Hände oder Füße je nach Bedarf loslassen, müssen jedoch jederzeit die Straßenverhältnisse im Auge behalten. Die Stufe L3 bedeutet, dass das Auto automatisch gefahren werden kann, wenn die Bedingungen erfüllt sind, und dass der Fahrer das Fahrzeug übernehmen muss, wenn die Bedingungen nicht erfüllt sind. Bei der Stufe L4 muss der Fahrer die Straßenbedingungen nicht überwachen, und die gesamte Verantwortung für die Verkehrssicherheit und den Fahrstatus wird auf das Auto selbst übertragen. Die Stufe L5 erfordert überhaupt keinen Fahrer und ist ein echtes „fahrerloses Auto“.

Derzeit ist intelligentes Fahren der Stufe 2 in Personenkraftwagen weitgehend kommerzialisiert. Laut Statistik waren im Jahr 2021 22 % der Personenkraftwagen mit autonomen Fahrsystemen der Stufe 2 und darunter ausgestattet. Technologien wie die adaptive Geschwindigkeitsregelung (ACC) und die Spurhaltekontrolle (LKS) sind für den Durchschnittsbürger mittlerweile selbstverständlich.

Aufgrund der Einschränkungen der Einzelfahrzeugintelligenz konzentrieren sich die aktuellen Versuche inländischer Unternehmen im Bereich intelligentes Fahren auf L3- und höherer Ebene jedoch immer noch auf bestimmte Szenarien und begrenzte Bereiche. Insbesondere zwischen L3 und L4 besteht in der Branche Konsens darüber, dass eine große „Lücke“ geschlossen werden muss. Die „Kluft“ bezieht sich hier auf den Unterschied in den Fahrthemen:

Wenn das Fahrzeug übernommen werden muss, ist der Fahrer auf Stufe L3 immer noch das treibende Subjekt, aber ab Stufe L4 kann vollständig autonomes Fahren erreicht werden und das autonome Fahrsystem übernimmt die vollständige Kontrolle über das Fahrzeug, um die Sicherheit zu gewährleisten.

Von der Stufe L3 bis zur Stufe L4 wird das Fahren jedoch weder vollständig von Menschen noch vollständig von Maschinen gesteuert. Die meisten tödlichen Unfälle der letzten Jahre sind Tragödien, die darauf zurückzuführen sind, dass Menschen zu sehr auf Maschinen vertrauen, obwohl die Technologie noch nicht ausreicht, um Maschinen dabei zu unterstützen, das Fahrzeug vollständig zu übernehmen.

▲ Um die nationalen Standards für autonomes Fahren zu standardisieren, wurde im August 2021 der vom Ministerium für Industrie und Informationstechnologie vorgeschlagene und vom Nationalen Technischen Komitee für Automobilstandardisierung verwaltete empfohlene nationale Standard GB/T40429-2021 „Klassifizierung des automatisierten Fahrens im Automobilbereich“ offiziell veröffentlicht und am 1. März dieses Jahres offiziell umgesetzt.

Dies erinnert an die erste Generation von Robotaxis (selbstfahrende Taxis/Online-Mitfahrfahrzeuge), die 2020 mit einem „Sicherheitsbeauftragten als Hauptfahrer“ online gingen. Obwohl behauptet wurde, das Niveau L4 erreicht zu haben, wurde in Frage gestellt, ob das tatsächliche Niveau nur L3 oder L3,5 sei, da der Sicherheitsbeauftragte das Fahrzeug immer „genau beobachtete“ und „jederzeit übernehmen“ konnte.

Erfüllt das selbstfahrende Auto, bei dem der Hauptfahrer nicht mehr als Sicherheitsbeauftragter fungiert, die L4-Standards vollständig? Zhang Ning, Vizepräsident von Pony.ai, dem ersten Unternehmen, das eine Lizenz für Demonstrationsanwendungen mit unbemannten Fahrzeugen erhielt, erklärte Reportern, dass die Erteilung der (Test-)Lizenz für unbemannte Fahrzeuge bedeutete, dass die Technologie für autonomes Fahren so weit ausgereift sei, dass in den meisten Szenarien kein Sicherheitsbeauftragter mehr erforderlich sei. Obwohl mit einer Fernunterstützung ausgestattet, dient diese bei Fahrzeugtests lediglich als Entscheidungshilfe. Bei autonom fahrenden Fahrzeugen ist die Planung und Steuerung zur Gewährleistung der Sicherheit noch stärker auf das Fahrzeug selbst angewiesen. Dies bezeichnen wir als hochautomatisiertes Fahren der Stufe 4 oder automatisiertes Fahren der Stufe L4.

Cui Dongshu, Generalsekretär der National Passenger Car Market Information Joint Conference, sagte außerdem, dass die Routen der an unbemannten Tests teilnehmenden Fahrzeuge nicht vom System oder von Menschen festgelegt würden, sondern durch Algorithmen und Straßentests berechnet würden und an die Umgebung angepasst werden könnten. Der gesamte Prozess ist grundsätzlich autozentriert, ohne Beteiligung eines Fahrers und kann als auf der Ebene L4 angesiedelt betrachtet werden.

Gong Jianwei, Professor an der Fakultät für Maschinenbau und Fahrzeugtechnik des Beijing Institute of Technology und Direktor des Institute of Intelligent Vehicles, wies jedoch auch darauf hin, dass echtes L5-„echtes autonomes Fahren“ ein Fahrzeug sein sollte, das das Niveau menschlicher Fahrer vollständig erreicht, keine wiederholten Fahrtests erfordert und der Fahrer keine Lenkradtasten bedienen muss. Bei unbemannten Testfahrzeugen gab es technische Durchbrüche, diese befinden sich jedoch überwiegend noch auf der Testebene. Kurzfristig werden echte selbstfahrende Autos der Stufe L5 nicht auf die Straße kommen.

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Kommerzialisierung im Visier und Erschließung neuer Wege beim autonomen Fahren

Neben der technologischen Innovation ist eines der ultimativen Ziele des Wettbewerbs der „zweiten Hälfte“ des autonomen Fahrens auch die Kommerzialisierung und dabei viele neue Wege einzuschlagen.

Im Jahr 2020 stieg die Größe des chinesischen Lidar-Marktes im Vergleich zum Jahr 2019 um 82,61 % auf 420 Millionen US-Dollar. Forschungsberichten zufolge wird der chinesische Lidar-Markt bis 2025 voraussichtlich ein Volumen von 4,31 Milliarden US-Dollar erreichen, wobei autonomes Fahren und fortschrittliche Fahrerassistenz im Automobilbereich die wichtigsten Wachstumspunkte darstellen.

LiDAR ist nur ein Glied in der Kette der Branche für autonomes Fahren. Es ist absehbar, dass autonomes Fahren den Zulieferindustrien weitere Möglichkeiten eröffnen wird.

Autonomes Fahren kann außerdem die Entwicklung neuer Infrastrukturen fördern, die Koordination zwischen Fahrzeug und Straße verbessern, die Transporteffizienz steigern und Daten und Ideen für eine rationale Planung des Stadtverkehrs liefern. Für die sich rasch entwickelnden Fahrzeuge mit alternativer Antriebstechnologie und die neuen Automobilhersteller ist ein höheres Maß an autonomem Fahren zu einem sehr wichtigen Verkaufsargument geworden.

▲ Hinweis zu unbemannten Demonstrationsstraßen für Personenkraftwagen Quelle: Offizieller WeChat-Account von Beijing Yizhuang

Insgesamt kann autonomes Fahren als Schnittstelle zwischen Automobilindustrie und fortschrittlicher Fertigung nicht nur die umfassende wissenschaftliche und technologische Wettbewerbsfähigkeit des Landes steigern, sondern auch die Wertschöpfungskette der Automobilindustrie erweitern, das Wachstum vor- und nachgelagerter Unternehmen vorantreiben, den Konsum fördern und zu einem weiteren starken Motor der wirtschaftlichen Entwicklung im neuen Zeitalter werden.

Andererseits ist das autonome Fahren auch mit globaler Konkurrenz konfrontiert. Das amerikanische Unternehmen Waymo wird vom Technologiegiganten Google unterstützt und seine Technologie entwickelt sich schnell weiter. Nach der Zusammenarbeit mit Volvo und anderen Automobilherstellern werden voraussichtlich auch bei der Produktimplementierung und -vermarktung Durchbrüche erzielt. Es ist ein starker Konkurrent der inländischen Unternehmen.

Verglichen mit den kleinen Schritten und schnellen Fortschritten in China sind die ausländischen Richtlinien zum autonomen Fahren mutiger: Kalifornien in den USA erlaubte bereits 2018 Straßentests mit selbstfahrenden Autos ohne Lenkrad, Pedale und Sicherheitspersonal. Im Januar 2021 erlaubte das US-Verkehrsministerium den Automobilherstellern, selbstfahrende Fahrzeuge ohne Lenkrad und Steuerpedale zu produzieren und kommerziell einzusetzen. Ab 2022 dürfen in Deutschland selbstfahrende Autos der Stufe L4 in dafür vorgesehenen Bereichen auf öffentlichen Straßen fahren. Deutschland ist damit das erste Land weltweit, das autonome Fahrzeuge flächendeckend im täglichen Straßenverkehr zulässt.

▲Im August 2021 wurde Googles autonomes Fahrsystem Waymo erstmals in einer Großstadt mit Passagieren getestet

Die moderate Weiterentwicklung von Gesetzen und Vorschriften im Vorfeld der industriellen Entwicklung wird dazu beitragen, das Vertrauen der Industrie zu stärken. 2022 dürfte das Jahr sein, in dem die Verantwortlichkeiten von Mensch und Fahrzeug getrennt werden, was die Umsetzung des autonomen Fahrens der Stufe 4 beschleunigen wird.

Deshalb fordert Deng Zhidong, Professor für Informatik an der Tsinghua-Universität und Experte für die Branche des autonomen Fahrens, dass die nationale Politikplanung und -umsetzung nicht nur mit der rasanten Entwicklung selbstfahrender Autos in den USA und Europa Schritt halten müsse, sondern auch die frühzeitige Einführung völlig selbstfahrender Autos auf den Straßen und die Kommerzialisierung der Branche des autonomen Fahrens stärker begünstige, um auf ganzer Linie Durchbrüche bei der politischen Unterstützung zu erzielen und gleichzeitig die entsprechenden Sicherheitsrisiken kontrollierbar und vorhersehbar zu machen.

„Wir müssen uns den Unterschieden in der Technologie und Politik für unbemanntes Fahren im In- und Ausland stellen. Das unbemannte Fahren im Inland befindet sich noch in der Testphase und die großflächige Kommerzialisierung wird einige Zeit in Anspruch nehmen.“ Cui Dongshu erklärte Reportern, dass die Durchführung ähnlicher Tests mit unbemannten Fahrgästen in bestimmten Bereichen der Stadt, das Sammeln von Daten und die Reduzierung von Sicherheitsrisiken sehr wichtige Schritte seien, um eine solide Grundlage für die Kommerzialisierung zu schaffen.

Gong Jianwei ist überzeugt, dass eine „schrittweise Öffnung“, die der aktuellen innenpolitischen Situation entspricht, sinnvoll ist: „Die Politik betrifft den gesamten Körper. Sie ist nicht nur eine technische Frage, sondern steht auch unter dem Druck der Rechts- und Sozialethik. Bereiche wie die Demonstrationszone für autonomes Fahren auf hohem Niveau in Yizhuang sollten schrittweise geöffnet werden, und dann sollte der Umfang des nächsten Schritts überlegt werden. Zum jetzigen Zeitpunkt, da der technische Weg noch nicht ausgereift ist, ist eine groß angelegte Öffnung definitiv unrealistisch.“

Produziert von: Science Central Kitchen

Produziert von: Beijing Science and Technology News | Pekinger Wissenschafts- und Technologiemedien

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