Das Auto fährt auf eine Kreuzung zu. Aus der Querstraße kommt ein weiteres Auto, gleichzeitig läuft ein Fußgänger auf die Fahrbahn, und auf der anderen Straßenseite steht eine Fahrradfahrerin. Ein Mensch, der Routine im Straßenverkehr hat, kann die Situation meist richtig einschätzen. Für autonome Fahrzeuge, die durch Computer gesteuert werden, ist das aber eine große Herausforderung. Eine Software, die an der Technischen Universität München (TUM) entwickelt wurde, vermeidet Unfälle, indem sie im Millisekundentakt verschiedene Varianten einer Verkehrssituation vorausberechnet.
„Autonomes Fahren wird nur dann auf Akzeptanz in der Bevölkerung stoßen, wenn man sicher sein kann, dass die Fahrzeuge – egal wie unübersichtlich die Verkehrssituation ist – keine anderen Verkehrsteilnehmer gefährden“, meint Matthias Althoff, Professor für Cyber-Physical Systems an der TUM. Das oberste Ziel bei der Entwicklung von Software für autonome Fahrzeuge sei es daher sicherzustellen, dass diese keine Unfälle verursachen.
Zusammen mit seinem Team hat Althoff ein Softwaremodul entwickelt, das während der Fahrt permanent das Geschehen analysiert und prognostiziert: Die Sensordaten des Fahrzeugs werden erfasst und ausgewertet. Die Software berechnet nun für jeden Verkehrsteilnehmer alle möglichen Bewegungen – zumindest soweit sich diese im Einklang mit der Straßenverkehrsordnung befinden. Drei bis sechs Sekunden blickt das System auf diese Weise in die Zukunft.
Ein Notmanöver muss immer möglich sein
Auf Grundlage dieser künftigen Szenarien ermittelt das System für das Fahrzeug verschiedene Bewegungsoptionen. Gleichzeitig kalkuliert das Programm mögliche Notmanöver. Nur wenn eine Route ohne voraussehbare Kollision befahren werden kann und gleichzeitig ein Notmanöver möglich ist, darf sie vom autonomen Fahrzeug genutzt werden.
Für die Evaluierung erstellten die Informatikerinnen und Informatiker ein virtuelles Modell, das auf realen Daten basiert. Diese hatte das Team bei Testfahren mit einem autonomen Fahrzeug in München gesammelt. Auf diese Weise konnte eine Testumgebung geschaffen werden, die alltägliche Verkehrsszenarien widerspiegelt. „Mit Hilfe der Simulationen konnten wir zeigen, dass das Sicherheitsmodul zu keinerlei Leistungseinbußen im Fahrverhalten führt, dass die Prognose-Kalkulationen korrekt sind, Unfälle verhindert werden und das Fahrzeug im Notfall beweisbar sicher gestoppt wird“, resümiert Althoff. (wa)
