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Elektronische Welten / Archiv | Beitrag vom 01.06.2010

Wenn das Auge lenkt

Auf dem Weg zu autonomen Autos

Von Philip Banse

Ein Modell des autonomen Autos "Spirit of Berlin". (fu-berlin.de)
Ein Modell des autonomen Autos "Spirit of Berlin". (fu-berlin.de)

Die Vision inspiriert viele Forscher: Autos, die ganz alleine, völlig autonom durch unsere Innenstädte fahren: allgegenwärtig, effizient und sicher. Bis dahin ist es noch ein weiter Weg, aber die Wissenschaftler geben Gas: Längst können Autos selbstständig durchs Gelände fahren. Doch bis Autos ohne menschliche Kontrolle durch belebte Straßen manövrieren, wird es noch dauern. Berliner Forscher haben jetzt einen Weg gefunden, Autos mit den Augen zu steuern.

Auf dem Rollfeld des stillgelegten Flughafen Berlin Tempelhof. Professor Raúl Rojas vom Institut für Informatik an der TU Berlin steht vor einem technisch aufgerüsteten Dodge Caravan im Wert von 150.000 Euro – dem angeblich ersten Auto, das mit den Augen gesteuert werden kann. Am Steuer des Autos sitzt ein Mann.

"Er schaut nur nach links und rechts und dann kann man sehen, wie die Lenkung funktioniert, wie die Lenkung die Räder dann von links nach rechts bewegt."

Tatsächlich. Der Fahrer blickt nach rechts und links, sofort steuern auch die Räder nach rechts und links. Auch rückwärtsfahren kann das Auto, sagt Professor Rojas, ein Blick des Fahrers genügt.

"Ja, man kann in den Rückspiel schauen und so kann man auch rückwärtsfahren."

Das Prinzip ist recht einfach:

"Das mobile Blickbeobachtungssystem ist ein Fahrradhelm, das wurde aus ergonomischen Gründen gemacht."

Erklärt Thomas Jablonski von der Berliner Firma Sensomotorik Instruments, die den Fahrradhelm zum Augenlenkrad aufgerüstet hat.

"Vorne an der Stirnseite sehen Sie zwei Kameras. Die eine beobachtet über einen Infrarot-Spiegel das Auge."

Die eine Kamera scannt also, in welche Richtung das Auge des Fahrers guckt. Die zweite Helmkamera filmt durch die Windschutzscheibe, bildet also das Gesichtsfeld des Fahrers ab. So weiß das Auto, wohin es fahren soll.

Das intelligente Auto der FU-Berlin kann jedoch auch ohne Augensteuerung fahren und alleine entscheiden, ob es links, rechts oder geradeaus fahren muss; ob es bremsen oder Gas geben soll.
Der Wagen manövriert zur Startposition, steht 100 Meter von Professor Rojas entfernt – und fährt jetzt mit etwa Tempo 40 auf ihn zu.

"Ich kann nicht überfahren werden, weil sobald ein Hindernis zu nahe an das Auto kommt, dann stoppt das Auto von alleine."

Gut einen Meter vor dem Professor kommt der Dodge-Caravan zum Stehen. Augensteuerung, automatische Vollbremsung, solche Hilfen könnten praktisch helfen, sagt Informatiker Rojas:

"Das ist für Behinderte. Die könnten auch die Gelegenheit haben, selber zu steuern. Bevor vollautonome Fahrzeuge auf die Straße kommen, gibt es die Möglichkeit, semi-autonome Fahrzeuge zu haben. Das passiert schon heute. Einige Autohersteller arbeiten an dieser automatischen Vollbremsung, die ich gezeigt habe. Diese Art von Unterstützungssystemen wird mehr und mehr die Zukunft sein, bis das Auto autonom fährt."

Die Vision des autonomen Autos beseelt die Forscher: Der Bordcomputer nimmt sich eine Landkarte und errechnet den idealen Weg. Dann muss das Auto seine Umwelt erfassen: Straßenschilder, Fahrbahnmarkierungen, andere Autos, Fußgänger, Hindernisse. Dazu haben die Forscher ihr Auto mit zahlreichen Sensoren aufgerüstet:

"Unser Auto heißt 'Spirit of Berlin'. Das Auto hat Sensoren oben auf dem Dach, das sind Laserscanner. Diese Laserscanner können alle Objekte rund um das Auto aufnehmen, 360 Grad. Wir haben zusätzliche Scanner zum Beispiel, um die Position des Bürgersteigs zu messen. Und wir haben noch Videokameras installiert im Auto, es gibt eine Videokamera, die kann die Position der weißen Markierungen, der Spuren auf etwa Autobahnen erkennen, sodass das Auto immer zentriert fährt und die Verkehrsregeln beachtet."

Augen-Scan, Hindernis-Laser, Fußgänger-Laser – aufgrund dieser Informationen entscheidet das Auto blitzschnell, ob es bremsen, links abbiegen, bremsen oder überholen soll.

"Das alles unter einen Hut zu bekommen und all diese Sensorik zu kombinieren, das übernehmen Rechner im hinteren Teil des Autos. Vielleicht kannst Du aufmachen, Tinosch, dass man die Rechner sehen kann! Wir bekommen dann eine Gesamtsicht von der Straße, von der Autobahn. Und diese ganze Sensorik zu verarbeiten in Echtzeit, das heißt, sofort, wenn die Daten kommen, das ist die erhebliche Herausforderung."

Mit den Daten der vielen Sensoren kann das Auto heute in Echtzeit bereits verschiedene Typen von Hindernissen erkennen, sagt FU Forscher Till Zoppke:

"Wir haben Fußgänger, spielende Kinder nicht explizit, aber Fußgänger, Fahrradfahrer, Busse, also Bus, LKW, etwas in der Größe und Fahrzeuge."

Mit dieser Technik ist das FU-Team ins Halbfinale gefahren bei der DARPA Challenge, einem Wettbewerb des US-Verteidigungsministeriums für autonome Autos. "Spirit of Berlin", das Auto der Berliner Forscher, kann heute 50 Stundenkilometer fahren, 100, 150 sind das Ziel. Auch soll das Auto nicht immer auf dem stillgelegten Flughafen Tempelhof herumkurven. Autonome Fahrzeuge sollen durch Innenstädte fahren. Das FU-Projekt Autonomos wird gefördert vom Bundesforschungsministerium, Autoherstellern und Autozulieferern. Doch autonome Autos im Straßenverkehr sind heute verboten und werden das auch die nächsten 20 Jahre bleiben, sagt Professor Rojas:

"Das aus gutem Grund. Das größte Problem ist die Erkennung von Passanten. Die Leute halten sich nicht an Verkehrsregeln. Wir als Menschen sind daran gewohnt, wir fahren schön defensiv. Aber dem Computer muss man das erst beibringen, was für Fehler die anderen machen können. Das Auto macht kaum Fehler, wenn es eine Navigationskarte hat und alle Linien erkennt mit den Lasern – das Auto macht kaum Fehler. Das Problem ist die Kombination aller Fahrer und Fußgänger in der Stadt, das muss man testen."

Bis auf Weiteres werden autonome Fahrzeuge also in abgeschlossenen, kontrollierten Umgebungen fahren: In Druckereien etwa transportieren sie heute schon tonnenschwere Papierrollen.

"Unser Ziel ist langfristig, dass die Autos alleine fahren und dass man einen Stadtverkehr hat, wo autonome Fahrzeuge zusammen mit der Bahn und der U-Bahn integriert sind. In 100 Jahren wird es keine privaten Fahrzeuge mehr geben. Sicher."

Private Autos werden in Zukunft sein wie heute Pferde: Einst unentbehrliches Transportmittel, schließlich nur noch ein teures Hobby für Liebhaber.

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