Autonom fahrende Lkw von Daimler Trucks

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Nach 2 kommt 4

Hollywood-Klassiker wie „Bandit“ beschworen einst den Mythos vom modernen Highway-Cowboy am Lkw-Steuer. Heute bedroht dagegen ein Personalmangel die Leistungsfähigkeit der Speditionsbranche weltweit und damit das logistische Rückgrat der globalen Wirtschaft. Deshalb nimmt Daimler Trucks nun das Steuer selbst in die Hand – und entwickelt sichere und hocheffiziente autonom fahrende Lkw.

Ende der 1970er-Jahre war auf den Highways in den USA die Hölle los. Als ausgekochtes Schlitzohr schmuggelte Burt Reynolds in seiner Paraderolle als „Bandit“ mit seinem Kumpel „Schneemann“ 400 Kisten Bier quer durchs Land. Trucker war zu der Zeit nicht nur im Film ein Traumberuf. In den letzten Jahrzehnten hat sich die Legende von Freiheit und Abenteuer auf dem Asphalt verändert: Während die per Lkw beförderte Gütermenge unaufhaltsam gewachsen ist und die US-Transportbehörde für die nächsten 25 Jahre nochmal eine Verdopplung prognostiziert, sieht sich die Logistikbranche in den USA – aber auch in Deutschland und vielen anderen Ländern – mit einem wachsenden Mangel an qualifiziertem Fahrpersonal konfrontiert.

Level-4-Lkw noch in diesem Jahrzehnt

Als Lösung für diese enorme Herausforderung in der Speditionswirtschaft forciert Daimler Trucks die Entwicklung hochautomatisierter Fahrsysteme (SAE Level 4) – ganz in der Tradition des Unternehmens, das als Erfinder des Lkw vor 125 Jahren den Warentransport revolutioniert hat. „Mit unseren Level-4-Lkw wollen wir die Logistikbranche in die Zukunft führen und den Straßenverkehr für die gesamte Gesellschaft sicherer gestalten.“, sagt Peter Vaughan Schmidt. „Ich bin fest davon überzeugt, dass wir als Unternehmen bestens aufgestellt sind und die richtigen Partner an unserer Seite haben.“ Schmidt leitet die Autonomous Technology Group. Hier hat Daimler Trucks als weltweit größter Nutzfahrzeughersteller seine Kompetenzen und Aktivitäten rund um das automatisierte Fahren gebündelt. „Meine erste Mitfahrt in einem unserer autonomen Erprobungs-Lkw werde ich nie vergessen: Trotz schlechten Wetters lenkte, bremste und beschleunigte unser Truck mit einer stoischen Gelassenheit, als wäre es für ihn das natürlichste der Welt. Die Vorstellung, diese Technologie eines Tages serienmäßig in unsere Lkw einzusetzen, hat mich sofort überzeugt.“ Die Autonomous Technology Group bei Daimler Trucks baut an den Entwicklungsstandorten Stuttgart (Deutschland), Madras, Portland und Albuquerque (alle USA) sowie Bangalore (Indien) auf wertvolle Kompetenzen der Konzernmarken auf. „Konkret lautet unser Ziel, noch in diesem Jahrzehnt autonome Level-4-Lkw für den Fernverkehrseinsatz in Serie produzieren.“

Erprobung auf dem Highway

Im Südwesten der USA haben autonom fahrende Freightliner Lkw die intensive Testphase in den Laboren und auf den abgesperrten Erprobungsstrecken längst hinter sich. Sie sammeln schon im richtigen Leben auf den Highways wichtige Erfahrungen. Die von Daimler Trucks und Torc Robotics gemeinsam entwickelte Lösung ist spezialisiert auf den Verkehr zwischen Verteilzentren und soll dabei den Maßstab für Sicherheit, Zuverlässigkeit und Kosten pro Meile setzen. Bei allen Testläufen befinden sich ein Entwicklungsingenieur, der das System überwacht, sowie ein zertifizierter und speziell geschulter Sicherheitsfahrer an Bord. Zwischenzeitliche Corona-bedingte Einschränkungen der Versuchsfahrten hat das Team gut genutzt. In dieser Zeit wurden zum Beispiel bei Software-Simulationen große Fortschritte erzielt. Jetzt spulen die Teams in den Versuchs-Lkw seit über einem Jahr unter strengen Sicherheits- und Hygienevorschriften wieder Meile um Meile ab. Von Virginia, wo sich Torcs Hauptfirmensitz befindet, wurden die Tests nach New Mexico ausgeweitet. Hier finden sich in der Wüsten-Umgebung typische Bedingungen, unter denen die hochautomatisiert fahrenden Lkw auch später beim Kunden zum Einsatz kommen sollen. Und nochmals verbesserte Prototypen stehen schon in den Startlöchern: mit leistungsfähigeren Sensoren, höherer Rechenleistung und besserer Konnektivität beziehungsweise Cloud-Anbindung.

Teilautomatisiertes Fahren heute bereits Standard

Daimler Trucks besitzt eine hohe Expertise in der Entwicklung automatisierter Assistenzsysteme. Mercedes-Benz Lkw stellte bereits 2014 den Future Truck 2025 vor, den weltweit ersten automatisierten Lkw. 2015 erhielt der Freightliner Inspiration Truck in den USA die Straßenzulassung als erstes automatisiertes Nutzfahrzeug überhaupt. Heute sind teilautomatisierte Fahrfunktionen auf Basis hoch entwickelter Radar- und Kamerasysteme Standard. Daimler Trucks bietet sie in seinen drei Hauptmärkten ab Werk an: als Active Drive Assist im Mercedes-Benz Actros und im FUSO Super Great sowie als Detroit Assurance 5.0 mit Active Lane Assist im Freightliner Cascadia. Diese aktiven Längs- und Querführungsassistenzsysteme können in allen Geschwindigkeitsbereichen die Fahrenden unterstützen, die gemäß des SAE-Level 2 für autonomes Fahren allerdings jederzeit die volle Kontrolle über ihren Lkw behalten müssen.

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Der Fokus liegt klar auf Level 4

Anders als im Pkw-Markt, wo der DRIVE PILOT in der neuen Mercedes-Benz S-Klasse erstmals mit Level 3 in Serie Komfort und Sicherheit noch einmal deutlich verbessert, springen die Nutzfahrzeug-Entwickler gleich von SAE-Level 2 auf 4. In dieser Evolutionsstufe kann das automatisierte Fahrsystem in definierten Situationen alle Fahraufgaben ausführen. Ein Fahrender an Bord muss nicht mehr eingreifen können. „Der Zwischenschritt mit Level 3 würde sich für unsere Logistik-Kunden nicht rechnen.“, erklärt Peter Vaughan Schmidt. Anders als im Pkw, wo das Premium-Erlebnis ein starker Treiber der Kaufentscheidung ist, muss sich ein Lkw als Betriebsausgabe rentieren. Aus der strikten Sicht der Lkw-Kunden auf die Gesamtbetriebskosten ergibt sich für Schmidt der strategischen Fokus auf Level 4. Daimler Trucks verkündete diesen mit einer Investitionssumme von mehr als 500 Millionen Euro verbundenen Schritt erstmals im Rahmen der CES 2019 in Las Vegas.

Peter Vaughan Schmidt, Leiter der Autonomous Technology Group, Daimler Trucks.
Peter Vaughan Schmidt, Leiter der Autonomous Technology Group, Daimler Trucks.

Für harte Einsatzbedingungen

In Pkw und Lkw unterscheiden sich die Anforderungen beim autonomen Fahren erheblich. Die schiere Größe, die hohe Masse, das anspruchsvollen Fahrverhalten in Kurven oder beim Bremsen sowie die beweglichen Systeme zum Beispiel bei Sattelzügen – damit muss die Technik bei Nutzfahrzeugen klarkommen. Außerdem sind die Einsatzbedingungen in der Transportbranche deutlich härter. Ein Lkw absolviert jeden Tag hohe Laufleistungen. Die Speditionen erwarten eine große Verfügbarkeit - auch bei schwierigen Wetterbedingungen oder schlechten Straßen. Nur so sichern die Logistiker ihren Kunden effiziente und pünktliche Lieferabläufe.

Sicherheit durch Redundanz

Bei diesen Bedingungen bedeutet der Evolutionsschritt auf Level 4 technisch einen Quantensprung: Das Fahrsystem muss die Umgebungs-, Verkehrs- und Fahrzeugsituation vollständig erfassen und selbständig daraus die notwendige Aktion und Reaktion ableiten – jederzeit, unter allen Bedingungen, absolut zuverlässig. Dazu braucht es deutlich mehr und auch leistungsstärkere Sensoren. Die Rechensysteme und Algorithmen müssen zudem in der Lage sein, die riesigen Informationsmengen mit einer extremen Anforderung an die Qualität der Datenverarbeitung zu bewältigen. Analog zu Flugzeugen werden im autonomen Truck alle sicherheitsrelevanten Funktionen mit redundanten Systemen ausgestattet. Sie garantieren auch bei einem möglichen Ausfall einzelner Komponenten den störungsfreien Betrieb. Neben den Sensoren werden auch Lenkung, Bremse, Kommunikationssysteme oder Stromversorgung redundant aufgebaut sein. Dafür entwickelt Daimler Trucks intern eine von Grund auf neue Fahrzeuggeneration. Das redundant ausgelegte Chassis soll Maßstäbe setzen. Über 1.000 neuen Spezifikationen stehen bei der Entwicklung im Lastenheft.

Hohes Potenzial von Partnerschaften

Die Erprobung und Validierung sicherer autonomer Nutzfahrzeuge ist komplex. Angesichts der hohen Anforderungen hat Daimler Trucks bereits früh das Potenzial von Partnerschaften erkannt. „Kooperationen sind ein entscheidender Bestandteil unserer Dual Track Strategy, um schneller ans Ziel zu kommen“, so Peter Vaughan Schmidt. Ziel ist es, zwei verschiedene Produkte für autonomes Fahren anzubieten. Die Kunden können dann die passgenaue Lösung für ihre spezifischen Anforderungen wählen.

Wie Daimler Trucks zählen auch die Partner Waymo und Torc Robotics als Branchenführer und -Pioniere zu den Big Playern bei der Technologie für autonomes Fahren.

Waymo verfolgt als Unternehmen für autonomes Fahren das Ziel, Menschen und Waren sicher und einfach an ihre Bestimmungsorte zu bringen. Seit dem Start als Projekt von Google zum selbstfahrenden Auto im Jahr 2009 hat sich Waymo darauf konzentriert, den „weltweit erfahrensten Fahrer“ zu entwickeln. Ein mit dem Waymo Driver ausgestatteter autonom fahrender Freightliner Cascadia soll schon in den kommenden Jahren in den USA erhältlich sein.

Torc Robotics wurde vor mehr als 15 Jahren von einer Gruppe junger Ingenieure der Virginia Tech Universität gegründet, um mit revolutionärer Technik das Fahren sicherer zu machen und so Leben zu retten. Als eines der weltweit erfahrensten Unternehmen im Bereich automatisierter Fahrzeuge bietet Torc Robotics heute eine vollumfängliche Software-Lösung für Mobilitätsanwendungen. In enger Zusammenarbeit mit Kunden fokussiert sich Torc nun auf die Entwicklung eines Produkts, das speziell für den Langstreckeneinsatz mit Lkw optimiert ist.

Bei den Sensoren setzt Daimler Trucks technologisch auf drei Systeme: Radar, Kamera und Lidar bilden die Grundlage für Sicherheit, Präzision und dauerhafte Verfügbarkeit. Lidar (Light Detection and Ranging) ist in diesem Dreiklang eine wichtige Komponente und ermöglicht mit Infrarot-Lichtimpulsen eine präzise Objekterkennung. Deshalb stärkt Daimler Trucks seine technologische Kompetenz in Sachen Lidar mit einer Minderheitsbeteiligung an Luminar Technologies Inc., dem weltweit führenden Anbieter von Lidar-Hard- und -Software. Die Luminar-Technologie wird gemeinsam mit Torc Robotics in die Entwicklung der Level-4-Lkw eingebunden und weiter optimiert.

Die nächste Prototypen-Generation autonomer Level 4-Lkw im Testeinsatz.
Die nächste Prototypen-Generation autonomer Level 4-Lkw im Testeinsatz.

Mehr als reines Fahren

Fest steht: Die Logistikbranche – und mit ihr der Traditionsberuf des Truckers – steht vor einem tiefgreifenden Wandel. Peter Vaughan Schmidt vergleicht die Entwicklung mit der Erfindung des Automobils: „Kutscher spannten ihre Pferde aus und brachten mit Motorantrieb ihre Fracht schneller und stressfreier ans Ziel. Wir wollen den Fahrerjob durch den Einsatz autonomer Lkw nicht abschaffen, sondern attraktiver machen.“ Schmidt erwartet perspektivisch ein neues Jobprofil im Fernverkehr. In einer längeren Übergangsphase werden sich manuelles und automatisiertes Fahren dauerhaft ergänzen. Am Steuer warten auf sie eher die anspruchsvollen, tendenziell urbanen Streckenabschnitte. Die Domäne der Level-4-Technologie wird die Langstrecke sein. Der Mensch wird jedoch auch da eine zentrale Rolle spielen. Er könnte beispielsweise die Schnittstelle zum Kunden sein, Logistikketten organisieren und alle Aspekte rund um die Ladung übernehmen oder im Kontrollzentrum die autonomen Lkw überwachen.

Holger Mohn

würde es sich nur zur gerne mal in einem autonom fahrenden Versuchstruck bequem machen und alles weitere dem Fahrzeug überlassen. In jungen Jahren selbst mit dem Lkw unterwegs, bestanden „Assistenzsysteme“ seinerzeit aus beleuchteten Peilstäben an den Stoßstangen, einem guten Gehör und einem noch besseren Gefühl in den Füßen für Doppelkuppeln und Zwischengas.

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