Der Weg zur voll automatisierten Mobilität
Automatisiertes Fahren ist ein Grundstein für zukünftige Mobilitätsysteme – Bosch Research entwickelt die notwendigen Technologien, die diese Systeme zuverlässig, sicher und nachhaltig machen.
Die Erfindung des Automobils hat das Leben der Menschen revolutioniert. Inzwischen stehen wir an der Schwelle zum nächsten großen Schritt: dem automatisierten Fahren. Dank intelligenter Software und leistungsfähiger Hardware sollen Fahrzeuge künftig ohne Eingriff des Fahrers Passagiere oder Waren sicher ans Ziel bringen. Vielfältige Vorteile sind damit verbunden. „Stop and Go“-Verkehr verliert mit dem selbstfahrenden Auto an Schrecken. Mehr noch: Die Pkw verändern sich Schritt für Schritt zu mobilen Wohn- und Arbeitszimmern. Fahrerlose Transportsysteme machen Logistikprozesse effizienter, bis hin zur letzten Liefermeile, also der Zustellung an den Endkunden (engl.: “Last-Mile-Delivery”). Mittels intelligenter Routenplanung sowie integrierter Verkehrs- und Verbrauchssteuerung kann automatisiertes Fahren schließlich als Gesamtkonzept dazu beitragen, dass Mobilität nachhaltiger und klimafreundlicher wird.
Sense, Think, Act – die Grundpfeiler des automatisierten Fahrens
Als Innovationsführer hat Bosch mit Fahrerassistenzsystemen und der dazugehörigen Umfeldsensorik bereits früh den Grundstein für automatisiertes Fahren gelegt. Wir bei Bosch Research arbeiten nun daran, technologische Lösungen für sämtliche Level des automatisierten Fahrens zu entwickeln. Von Assistenzsystemen, die den Fahrer zunächst nur in Teilbereichen unterstützen (Level 1), über teilautomatisiertes Fahren, in denen das Auto unter bestimmten Einschränkungen bereits selbstständig fährt (Level 3), bis zum komplett automatisierten Fahren, bei dem die Technik des Fahrzeugs alle Verkehrssituation eigenständig bewältigt (Level 5). Oberste Maxime ist, dass automatisiertes Fahren nicht nur effizient, sondern vor allem sicher wird.
Damit das gelingt, müssen drei wesentliche Aspekte erfüllt sein: Das Auto muss das komplette Fahrzeugumfeld erkennen (engl.: “Sense”), auf Basis dieser Informationen eine Fahrstrategie planen (engl.: “Think”) und diese schließlich sicher umsetzen (engl.: “Act”). In allen drei Bereichen liefert Bosch Research die notwendigen Grundlagen.
Über alle Level des automatisierten Fahrens hinweg integrieren die Forscherinnen und Forscher zudem bereits Testverfahren. Dabei geht es nicht nur um das Erproben der von Bosch Research entwickelten Technologien, sondern auch darum, gemeinsam mit anderen Akteurinnen und Akteuren sowie Gremien Standards für Test-, Freigabe- und Qualitätssicherungsverfahren für das automatisierte Fahren zu entwickeln. Bereits im Designprozess müssen zudem die normierten Regularien mitgedacht werden.
Sense. Think. Act.
Sense
Mit einer Vielzahl an Sensoren und vernetzten Services befähigt Bosch automatisierte Fahrzeuge, ihre Umgebung wahrzunehmen – wie mit Augen und anderen Sinnen. So arbeiten die Forscherinnen und Forscher beim Thema „Sense“ kontinuierlich an einer Verbesserung der automatisierten Wahrnehmung, dem Mapping sowie der Lokalisation von Objekten. Nicht nur die Technologie, die die verschiedenen Daten erfasst, auch die richtige Interpretation dieser Daten wird zum entscheidenden Wettbewerbsvorteil. Die eingesetzte Technologie muss in der Lage sein, aus verschiedenen Quellen und Modalitäten ein eindeutiges, konsistentes Bild zu erzeugen (Sensor Fusion).
Think
Das Gehirn des Fahrzeugs bilden Hochleistungsrechner, sogenannte Fahrzeugcomputer, mit intelligenter Software und leistungsstarker Hardware. Aus den gigantischen Datenmengen der Umfeldsensoren und vernetzten Services muss das Fahrzeug in Echtzeit das richtige Verhalten planen, die beste Fahrstrategie errechnen und zuverlässige Vorhersagen für eine vorausschauende und sichere Fahrt treffen. Bei solch komplexen Entscheidungen kommen klassische Methoden wie etwa Entscheidungsbäume, oder Wenn-Dann-Regeln an Grenzen. Sie müssen durch neue, KI-basierte Verfahren ergänzt und optimiert werden. Bosch Research entwickelt unter anderem Algorithmen, wie die Fahrzeuge örtlich und zeitlich den richtige Bewegungspfad auswählen (Trajektorie).
Act
Antrieb, Bremsen und Lenkung sind die Muskeln des selbstfahrenden Autos. Ähnlich wie das Gehirn über das Nervensystem die Muskeln ansteuert, leitet der Fahrzeugcomputer über Kabel die Signale an die verschiedenen Teile des Gefährts – sie übernehmen die zuverlässige Ausführung der Fahrstrategie. Ein wesentliches Forschungsfeld ist das Computing: Wo findet die Berechnung statt – zentral oder verteilt? Sind neue Architekturen erforderlich? Hinzu kommen auch hier die Fragestellung, wie sich mit Hilfe von Algorithmen das Zusammenspiel zwischen erfassten Daten und der Automechanik verbessern lässt: Wie wird Bewegung in Längs- und Quersteuerung übersetzt? Wie arbeiten Lenkung und Bremse effizienter zusammen? Und wie kann die Arbitrierung für ein sicheres automatisiertes Fahren optimiert werden?
Universeller Verfahrensansatz
Für alle Level des automatisierten Fahrens spielen Digitalisierung und der Einsatz von künstlicher Intelligenz (KI) eine entscheidende Rolle. So reicht die Forschung von Bosch Research im Detail von tiefen Lernverfahren für multimodales Szenenverstehen, über das Lösen von Entscheidungsproblemen in Echtzeit und das Erstellen großer Simulationswelten bis hin zu neuartigen Validierungsmethoden.
Bosch Research ist die zentrale Stelle Anlaufstelle, die diese Produkte, Systeme und Komponenten der Zukunft für all unsere Geschäftsbereiche vordenkt. Es ist ein Alleinstellungsmerkmal von Bosch Research, dass wir als Teil eines der größten deutschen Automobilzulieferer Zugriff auf die gesamte für automatisiertes Fahren notwendige Kette an Funktionen haben: Von der Sensorik bis zur Bremse werden alle wesentlichen Elemente bei Bosch selbst produziert. So können wir das unternehmensinterne Wissen effizient bündeln. Zudem spielen wir in der Forschungs-Community eine wichtige Rolle. Die Expertinnen und Experten von Bosch Research arbeiten eng mit Hochschulen, Forschungsinstituten und anderen Firmen zusammen, um die Mobilität vom morgen Wirklichkeit werden zu lassen.
