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Selbstfahrende Pkw werden in der Regel unter guten Wetterbedingungen getestet. Denn Ortung und Objekterkennung bereiten bei schlechten Sicht- und Funkverbindungen noch Probleme. Bild: Bosch

| von Claas Berlin

Millionen an Test-Kilometern haben autonome Fahrzeuge bereits zurückgelegt, doch diese Strecken wurden unter besten Wetter-, Straßen- und Verkehrsverhältnissen absolviert. Der Grund dafür ist, dass es bei der Ortung und Objekterkennung unter schlechten Sicht- und Funkverbindungen noch immer erhebliche Probleme gibt, die nur ansatzweise gelöst sind.

Generell nutzen AVs für die Navigation und Objekterkennung zwei sich teilweise überlappende Systembereiche: Funkbasierte Ortung (GPS, Karten) und Sensorbasierte Erkennung (Kameras, LIDAR). Die Funkbasierten haben den Vorteil, dass sie auch dann funktionieren, wenn praktisch keine Sicht vorhanden ist. Doch deren gravierender Nachteil ist die Genauigkeit. Normales GPS kann beispielsweise die Position nur auf fünf bis zehn Meter bestimmen. Dieser Wert verbessert sich erst, wenn mehr Satelliten verfügbar sind. Deshalb werden bei GPS+ nicht nur die amerikanischen, sondern auch die russischen GLONASS-Satelliten genutzt. Noch besser wird es mit dem europäischen Galileo-System, das eine Genauigkeit von etwa 4 m erzielt. Das ist zwar schon einiges besser, reicht aber nicht aus, um ein Fahrzeug sicher im Straßenverkehr zu navigieren. Erst mit der Verwendung von weiteren Zusatzinformationen oder -diensten lässt sich eine Positionsgenauigkeit im Zentimeterbereich erzielen.

In Japan baut man eine mehrgleisige Infrastruktur auf. Hierzu haben auch die Japaner zusätzlich zu GPS ein eigenes Satelliten-System eingerichtet. Deren Quasi-Zenith Satellite System (QZSS) besteht aus drei Satelliten, von denen einer geostationär direkt südlich von Japan positioniert ist. Die beiden anderen bewegen sich schleifenartig zwischen dem 120sten und 150sten Längengrad und decken darin nahezu den gesamten Nord-Süd-Bereich ab. Drei Satelliten erlauben zwar auch nur eine grobe Positionsbestimmung, aber dass QZSS-System hat eine weitere Infrastruktur-Einrichtung, die die Genauigkeit bis auf wenige Zentimeter verbessert. Das sind 1300 Antennenstationen die in einem Raster von 50 mal 50 Kilometern aufgebaut sind.

Die Daten, die diese sogenannten Electric Reference Points (ERP) von den Satelliten empfangen, werden sofort in zentralen Rechenzentren ausgewertet, um entsprechende Korrekturwerte zu ermitteln. Diese werden dann unmittelbar über das Mobilfunknetz an die Empfänger in den Fahrzeugen weitergeleitet und sie dienen zusätzlich einer fortlaufenden Satelliten-Kalibrierung. Mitsubishi Electric hat hierzu eine Reihe an kompakten Empfängern entwickelt, mit denen AVs in Verbindung mit einer dreidimensionalen Karte, eine Genauigkeit von 25 Zentimeter erreichen.

Das Anwendungsspektrum dafür geht aber weit über die Navigation eines Pkw hinaus. So testet Mitsubishi Electric diese Navigation auch für autonome Traktoren, die genaue Furchen ziehen müssen oder für den präzisen Landeanflug von Drohnen, für Schneepflüge, für autonome Anlegemanöver von Schiffen, für das genaue andocken von Containern an die Hebearme der Ladekräne sowie dem automatischen Kuppelmanöver von Schienenfahrzeugen oder People-Movern.