Bosch Projekt 3F 06.04.2020, 07:00 Uhr

Autonomes Fahren: Sicher unterwegs, auch bei technischen Störungen

Autonome Fahrzeuge im Niedriggeschwindigkeitsbereich bieten Perspektiven, um Personen und Güter zu transportieren. Bosch zeigt mit seinem Projekt 3F, wie man die Sicherheit und die Fehlertoleranz verbessern kann.

Vollautonomer Bus

Wie werden vollautonome Busse sicherer? Das untersuchten jetzt Ingenieure bei Bosch.

Foto: panthermedia.net/chesky_w

Fahrerlose Shuttle haben perspektivisch viele Einsatzmöglichkeiten bei Firmen und Kommunen. Sie eignen sich zum Beispiel im öffentlichen Personennahverkehr zum Transport von Menschen. In Bad Birnbach (Bayern) testet die Regionalbus Ostbayern GmbH seit April 2017 den ersten fahrerlosen Bus Deutschlands. Frankfurt, München und Berlin sind ebenfalls interessiert oder untersuchen die Möglichkeiten bereits im Rahmen von Modellprojekten. Auch in Logistikzentren könnten die Fahrzeuge ohne Fahrer Container mit Paketen transportieren.

Voraussetzung ist, dass sich die Wagen sicher und gefahrlos fortbewegen. Hier setzt das Projekt 3F von Bosch („Fahrerlose und fehlertolerante Fahrzeuge im Niedriggeschwindigkeitsbereich“) an. „Ziel war, Lösungen zu erarbeiten, damit automatisierte Shuttle-Fahrzeuge sicher unterwegs sind, auch wenn es zu einer technischen Störung kommt oder plötzlich Hindernisse auftauchen“, sagt Steffen Knoop. Er ist Projektleiter im Bereich Forschung und Vorausentwicklung der Robert Bosch GmbH.

Redundanzen bei wichtigen Systemen für mehr Sicherheit

Zwischen hochautomatisierten Pkw und fahrerlosen Shuttle-Bussen oder -Transportern bestehen entscheidende Unterschiede. Im Auto ist nach deutschem Recht immer ein Fahrer da, der eingreifen kann, falls Probleme auftreten. Darauf verzichten die vollautonomen, deutlich langsamer fahrenden Shuttles vollständig. Sie müssen ihre eigenen Systeme engmaschig mit diagnostischen Tools überwachen und im Zweifelsfall autonom reagieren: Kann das Gefährt seine Tour fortsetzen? Muss es langsamer werden – oder muss es aus Sicherheitsgründen anhalten und eine Zentrale benachrichtigen? Diese Themen wurden beim Projekt 3F untersucht.

Autonomer Bus

Automatisiertes Fahren im Niedergeschwindigkeitsbereich: Bosch hat untersucht, wie Busse sicherer werden.

Foto: Robert Bosch GmbH

Autonomes Fahren

Der Transport von Personen und Gütern wurde auf Teststrecken erprobt.

Foto: Robert Bosch GmbH

Autonomes Fahren

Ziel ist, den Einsatz vollautonomer Fahrzeuge auszuweiten.

Foto: Robert Bosch GmbH

Eine der Lösungen ist Redundanz bei allen sicherheitsrelevanten Systemen. Das beginnt bei der Stromversorgung: Bosch setzt auf mehrere Stromquellen, um das Bordnetz zu speisen. Ohne elektrische Energie funktioniert kein diagnostisches Tool mehr. Ein Stromausfall ist unter allen Umständen zu verhindern.

Auch zur Erkennung von Hindernissen spielt Redundanz die zentrale Rolle. Denn kein Fahrer greift ein, um beispielsweise tief herabhängende Äste zu erkennen und Ausweichmanöver zu starten. Auch sollte es keine toten Winkel geben – diese sind bei normalen Bussen ein erhebliches Sicherheitsrisiko. Deshalb arbeiten Bosch-Ingenieure mit Lidar- und Radarsensoren an unterschiedlichen Stellen des Busses, um eine virtuelle 360-Grad-Rundumsicht zu erzeugen. Ihre Systeme erkennen Hindernisse auf der Straße, aber auch über dem Fahrzeug wie den besagten Baum. Mit zwei Shuttle-Bussen auf dem Bosch-Forschungscampus in Renningen wurde die Beförderung von Personen getestet. Auf dem Gelände sind auch Fußgänger unterwegs, was realen Situationen beim späteren Einsatz nahe kommen soll.

Fehlertoleranz imitiert menschliches Verhalten

Als weiteren Eckpfeiler im Sicherheitskonzept setzen Ingenieure auf die Fehlertoleranz, also die Anpassung an äußere Gegebenheiten. Das kennen wir von unserem Verhalten: Bei Dunkelheit gehen wir langsamer und tasten uns voran. Landen auf einem Sensor des vollautonomen Busses etwa Blätter, wird er nicht sofort stoppen, sondern seine Fahrt verlangsamen und gegebenenfalls bremsen. Das gilt auch bei unbekannten Hindernissen wie großen Mülltonnen auf der Straße. Wiederkehrende Wegmarken, etwa Straßenlaternen, erkennt die Software jedoch und interpretiert sie als harmlos.

Alle Daten zur Diagnose, Überwachung, und Steuerung überträgt das Fahrzeug an eine Leitzentrale. Dank der Telemetrie können wenige Mitarbeiter einen großen Fuhrpark überwachen; bei normalem Betriebszustand ist nichts weiter zu unternehmen.

Melden die Systeme aber Schwierigkeiten, ist eine schnelle Intervention aus der Ferne wichtig. Techniker erkennen Fehler und können in manchen Fällen – etwa bei Software-Problemen – intervenieren. Sie haben aber auch die Möglichkeit, Türen bei Bussen zu öffnen oder schnell ein Technik-Team zu mobilisieren, falls erforderlich.

Konzept auch für Logistik-Anwendungen geeignet

Die Erkenntnisse lassen sich nicht nur für vollautonome Busse nutzen. Bosch zeigte auch, wie Assistenzsysteme menschliche Fahrer bei logistischen Prozessen unterstützen. Damit gelingt es, Spezialfahrzeuge zum Versetzen von Containern in Logistikzentren präzise unter Containerbrücken zu bewegen und einzuparken. Die Transportbehälter lassen sich schneller und fehlerfrei aufnehmen: ein entscheidender Konkurrenzvorteil für die Branche im Wettbewerb mit Konkurrenten. Industrienahe Anwendungen testeten die Ingenieure bei einem Paketzentrums der Deutschen Post/DHL sowie einem Innovationspark nahe Aachen.

Am Projekt 3F waren neben Bosch die die StreetScooter GmbH, RA Consulting GmbH, das FZI Forschungszentrum Informatik, die Finepower GmbH und die RWTH Aachen beteiligt. Streetscooter, ein Tochterunternehmen der Deutschen Post, ist vielen Ingenieuren ein Begriff. Die Firma stellt elektrische Kleintransporter und Lastenräder für den innerstädtischen Gebrauch her. Die Produktion soll allerdings im Laufe des Jahres eingestellt werden. Vom Bundeswirtschaftsministerium kamen 4,3 Millionen Euro an Forschungsförderung für 3F.

Mehr zum Thema autonomes Fahren:

Stellenangebote im Bereich Fahrzeugtechnik

Bundesanstalt für Wasserbau-Firmenlogo
Bundesanstalt für Wasserbau Ingenieurin/Ingenieur Fachrichtung Schiffbau als Wissenschaftliche Mitarbeiterin / Wissenschaftlicher Mitarbeiter (m/w/d) Karlsruhe
GBM Gleisbaumechanik Brandenburg/H. GmbH Elektroingenieur im Bereich Schienenfahrzeugtechnik (m/w/d) Brandenburg an der Havel
Panasonic Industrial Devices Europe GmbH-Firmenlogo
Panasonic Industrial Devices Europe GmbH Technischer Einkäufer (m/w/d) Elektronische Bauelemente Lüneburg
Constellium Singen GmbH-Firmenlogo
Constellium Singen GmbH Leiter Qualitätswesen (m/w/d) Neckarsulm
Stadtwerke Konstanz GmbH-Firmenlogo
Stadtwerke Konstanz GmbH Ingenieur / Techniker (m/w/d) Schiffsbetriebstechnik / Schiffsmaschinenbau Konstanz
FAUN Umwelttechnik GmbH & Co. KG-Firmenlogo
FAUN Umwelttechnik GmbH & Co. KG Strategisch-technischer Einkäufer (w/m/d) Elektrik / Elektronik Osterholz-Scharmbeck
Berufsgenossenschaft Handel und Warenlogistik-Firmenlogo
Berufsgenossenschaft Handel und Warenlogistik Referent Sicherheitstechnik (Dipl.-Ing./M.Sc.) (m/w/d) Direktion Mannheim Dezernat Fachbereich Handel und Logistik Mannheim
GTÜ Gesellschaft für Technische Überwachung mbH-Firmenlogo
GTÜ Gesellschaft für Technische Überwachung mbH Qualifizierung zum Kfz-Prüfingenieur (m/w/d) deutschlandweit
Schaeffler AG-Firmenlogo
Schaeffler AG Architekt / Funktionsentwickler Leistungselektronik für den elektrischen Antriebsstrang (m/w/d) Herzogenaurach
Schaeffler Technologies AG & Co. KG-Firmenlogo
Schaeffler Technologies AG & Co. KG Systementwickler für elektrische Achsantriebe (m/w/d) Herzogenaurach

Alle Fahrzeugtechnik Jobs

Top 5 Fahrzeugba…

Zu unseren Newslettern anmelden

Das Wichtigste immer im Blick: Mit unseren beiden Newslettern verpassen Sie keine News mehr aus der schönen neuen Technikwelt und erhalten Karrieretipps rund um Jobsuche & Bewerbung. Sie begeistert ein Thema mehr als das andere? Dann wählen Sie einfach Ihren kostenfreien Favoriten.