Automatisiertes Fahren bei Daimler Trucks

Als Pionier des automatisierten Fahrens hat Daimler Trucks eine klare Roadmap zum vollautomatisierten Lkw. Das Ziel: Die Straßen sicherer zu machen und Speditionen dabei zu unterstützen, ihre Produktivität zu steigern.

2014 präsentierte der Lkw-Hersteller den Mercedes-Benz Future Truck 2025, den weltweit ersten automatisierten Lkw, und demonstrierte als erster die technischen Möglichkeiten und das große Potenzial von automatisierten Lkw für Wirtschaft und Gesellschaft. 2015 erhielt Daimlers Freightliner Inspiration Truck die Straßenzulassung als erstes teilautomatisiertes Nutzfahrzeug überhaupt.

Freightliner Inspiration Truck

Mit dem Active Drive Assist (Mercedes-Benz Actros, FUSO Super Great) und Detroit Assurance 5.0 mit aktivem Spurhalte-Assistenten (neuer Freightliner Cascadia) ist Daimler Trucks der erste Hersteller, der teilautomatisierte Fahrfunktionen (SAE-Level 2) in die Serienproduktion einführt. Active Drive Assist kann unabhängig bremsen, beschleunigen und lenken. Anders als bei Systemen, die erst ab einer bestimmten Geschwindigkeit arbeiten, ermöglichen Active Drive Assist / Detroit Assurance 5.0 dem Fahrer erstmals in einem Serien-Lkw das teilautomatisierte Fahren in allen Geschwindigkeitsbereichen. Eine neue, hoch entwickelte Kombination aus Radar- und Kamerasystem treibt dieses bahnbrechende, aktive Längs- und Querführungsassistenzpaket an.

Der nächste Schritt für Daimler Trucks sind hochautomatisierte Lkw (SAE Level 4). Im Transportgewerbe ist Level 4 der nächste logische Schritt nach Level 2, um sowohl die Sicherheit als auch Effizienz und Produktivität zu steigern. Daimler Trucks kündigte bereits auf der diesjährigen Consumer Electronics Show (CES) in Las Vegas Investitionen in Höhe von mehr als 500 Millionen Euro (rund 570 Millionen US-Dollar) an, um hochautomatisierte Lkw innerhalb eines Jahrzehnts zur Marktreife zu bringen

Dabei orientiert sich Daimler Trucks an drei Grundsätzen. Erstens: Sicherheit hat absolute Priorität; alles muss zu 100 Prozent zuverlässig sein. Zweitens: Produkte werden gemeinsam mit den Kunden entwickelt. Drittens: Es bedarf eines klaren rechtlichen und regulatorischen Rahmens für Betrieb und Haftung.

Als Teil der Roadmap zum vollautomatisierten Lkw gründete Daimler Trucks im Juni 2019 die Autonomous Technology Group als globale Organisation für automatisiertes Fahren und bündelt damit seine weltweiten Kompetenzen und Aktivitäten. Zu den Entwicklungs-Standorten der Autonomous Technology Group zählen heute Blacksburg, Portland (beide USA) sowie Stuttgart. Die zentralen Aufgaben der neuen Einheit umfassen die Gesamtstrategie für automatisiertes Fahren und deren Umsetzung, einschließlich Forschung und Entwicklung sowie Aufbau der erforderlichen Infrastruktur samt Netzwerk für den operativen Fahrzeugeinsatz – mit dem Ziel der Serienproduktion hochautomatisierter Lkw. Hochautomatisiert fahrende Lkw werden in definierten Bereichen und zwischen definierten Knotenpunkten verkehren – wobei das System nicht erwartet, dass ein Benutzer auf eine Aufforderung zum Eingreifen reagiert.

Torc Robotics ist Teil der Autonomous Technology Group von Daimler Trucks. Daimler Trucks und Torc Robotics ergänzen sich aufgrund der Expertise von Torc bei der agilen Softwareentwicklung und der Erfahrung von Daimler Trucks bei der Entwicklung zuverlässiger und sicherer Lkw ideal. Torc Robotics bleibt eine eigenständige Firma, die ihren Namen, ihr Team, bestehende Kunden und sämtliche Einrichtungen in Blacksburg beibehält. Torc ist eines der weltweit erfahrensten Unternehmen im automatisierten Fahren – mit hoch entwickelter, straßentauglicher Technologie sowie jahrelanger Expertise bei schweren Nutzfahrzeugen. „Asimov“, Torcs System für hochautomatisiertes Fahren, wurde bereits in Stadt- sowie Überlandverkehr, bei Regen, Schnee, Nebel und bei Tag und Nacht bewährt.

Daimler Trucks North America (DTNA) fokussiert sich auf die Weiterentwicklung seiner Technologie für das automatisierte Fahren und deren Fahrzeugintegration für schwere Lkw. Das DTNA-Team in Portland arbeitet an einem Lkw-Chassis, das sich perfekt für automatisiertes Fahren eignet, insbesondere aufgrund der Redundanz von Systemen, die nötig sind, um maximale Zuverlässigkeit und Sicherheit zu gewährleisten. DTNA koordiniert innerhalb der Autonomous Technology Group auch den Aufbau der benötigten Infrastruktur für die operative Erprobung. Diese sieht ein Hauptkontrollzentrum sowie Logistik-Knotenpunkte vor. Diese sogenannten „Hubs“ befinden sich bei Kunden von Daimler Trucks in unmittelbarer Nähe eines Highways. Die An- sowie Auslieferung von Ware geschieht mittels konventionell bemannten Lkw, während hochautomatisierte Trucks den „Hub to Hub“-Transport auf dem Highway durchführen.

Hochautomatisierte Lkw (Level 4) bieten in vielen Bereichen enorme Vorteile. So leisten sie einen wesentlichen Beitrag hinsichtlich des wachsenden gesellschaftlichen Bedürfnisses nach sichereren Straßen und nachhaltigeren Transportlösungen. Redundant aufgebaute Systeme und eine Vielzahl an Sensoren und Systemen, die nie müde oder unaufmerksam werden, bilden dafür die Basis – auch heute ist noch ein Großteil aller Unfälle auf menschliches Versagen zurückzuführen. Hochautomatisierte Lkw (Level 4) verbessern zudem unter anderem Effizienz und Produktivität, da sie praktisch rund um die Uhr einsetzbar sind. Außerdem können sie in verkehrsarmen Zeiten verkehren, beispielsweise nachts, und so Staus durch intelligentes Routenmanagement vermeiden. Dies wirkt sich positiv auf Lkw-Kunden und die gesamte Wirtschaft aus, denn die Wettbewerbsfähigkeit einer Volkswirtschaft hängt auch stark von der Effizienz der Logistik ab. Vor dem Hintergrund einer erwarteten Verdopplung des globalen Güterverkehrs auf der Straße zwischen 2015 und 2050 gewinnt dieser Aspekt zunehmend an Bedeutung.

Im Zuge der weiteren Umsetzung seines Innovationsfahrplans bewertet Daimler Trucks seine Sichtweise auf das Platooning neu. Daimler Trucks definiert Platooning als die elektronische Kopplung von zwei oder mehr Lkw mit sehr geringem Abstand zueinander. In der Theorie verbessert sich dadurch die Aerodynamik, was den Kraftstoffverbrauch senken soll. Daimler Trucks hat das Platooning mehrere Jahre lang vor allem in den USA getestet, wo die größten Vorteile zu erwarten gewesen wären. Die Ergebnisse zeigen, dass die Einsparungen selbst unter optimalen Platooning-Bedingungen in der Praxis geringer ausfallen als erhofft. Wenn die einzelnen Fahrzeuge des Platoons zudem voneinander getrennt werden, müssen die Lkw jedes Mal beschleunigen, um wieder aufzuschließen. Dadurch wird zusätzlicher Kraftstoff verbraucht und das Einsparpotenzial sinkt weiter. Zumindest im Langstreckenverkehr in den USA ergibt sich daher kein Geschäftsmodell für Kunden, die beim Fahren im Platoon auf höchst aerodynamische Lkw setzen. Daimler Trucks wird sich selbstverständlich in allen noch laufenden Partnerprojekten weiterhin engagieren.

Die Norm SAE J3016 definiert die Klassifizierung und die unterschiedlichen Automatisierungsgrade. Sie wurde von SAE International (vormals: Society of Automotive Engineers) veröffentlicht und definiert seit Januar 2014 die branchenweite Norm. (Die Quelle finden Sie hier.)

Level 0: keine Automation
Alle Fahrmanöver werden vom Fahrer durchgeführt. Kann Unterstützung durch Warn- oder Assistenzsysteme beinhalten.

Level 1: Assistenzsysteme
Das Fahrautomatisierungssystem (wenn aktiviert) führt einen Teil der dynamischen Fahraufgabe aus; entweder die Längs- oder die Querbewegungssteuerung des Fahrzeugs. Es wird auf Wunsch des Fahrers sofort ausgeschaltet.

Die Längsbewegungssteuerung des Fahrzeugs beinhaltet das Aufrechterhalten der gesetzten Geschwindigkeit sowie die Erkennung eines vorausfahrenden Fahrzeugs auf der Fahrbahn des betreffenden Fahrzeugs, die Einhaltung eines angemessenen Abstandes zum vorausfahrenden Fahrzeug sowie Beschleunigungs- oder Bremseingriffe, damit das Fahrzeug diese Geschwindigkeit bzw. diesen Abstand aufrechterhält.

Die Querbewegungssteuerung des Fahrzeugs über Beschleunigung und Verzögerung (im Betrieb), die das Erfassen der Fahrzeugposition bezogen auf Fahrspurbegrenzungen und die Anwendung von Lenk- und/oder Differentialbremsvorgängen zur Aufrechterhaltung einer angemessenen seitlichen Positionierung beinhaltet.

Nur bei definierten Szenarien werden die Fahrer durch Fahrerassistenzsysteme (zum Beispiel Spurhaltung) unterstützt.

Der Fahrer überwacht das System ständig und übernimmt bei Bedarf die delegierten Aufgaben.

Level 2: teilautomatisiertes Fahren
Nur bei geeigneten Szenarien übernimmt das System einen Teil der dynamischen Fahraufgabe, indem es das Fahrzeug in Quer- und Längsrichtung fährt. Es wird auf Wunsch des Fahrers sofort deaktiviert.

Der Fahrer überwacht das System ständig und übernimmt bei Bedarf die delegierten Aufgaben.

Level 3: bedingt automatisiertes Fahren
Nur bei geeigneten Szenarien übernimmt das System die gesamte dynamische Fahraufgabe. Es wird auf Wunsch des Fahrers sofort deaktiviert.

Der Fahrer muss das System nicht mehr ständig überwachen und kann sich mit Aufgaben befassen, die nicht mit dem Fahren zusammenhängen.

Sendet das System eine Übernahmeaufforderung an den Fahrer, muss dieser in kurzer Zeit in geeigneter Weise wieder übernehmen.

Level 4: hochautomatisiertes Fahren
Nur bei geeigneten Szenarien übernimmt das System die gesamte dynamische Fahraufgabe. Es schaltet sich gegebenenfalls aus, wenn ein Fahrer übernimmt.

Bei diesen Szenarien sendet das Fahrzeug keine Übernahmeaufforderung an den Fahrer, da es die Situation komplett selbst handhaben kann.

Level 5: vollautomatisiertes Fahren
Das vollautomatisierte Fahrzeug kann selbstständig auf allen kartographierten Straßen fahren, die von einem menschlichen Fahrer befahren werden können. Der Benutzer gibt einfach ein Ziel ein, und das Fahrzeug navigiert von ganz allein zu diesem Ziel.

Das System kann sämtliche Szenarien autark bewältigen und übernimmt die gesamte dynamische Fahraufgabe. Es schaltet sich gegebenenfalls aus, wenn ein Fahrer übernimmt.

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