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Technik Mercedes-Benz auf dem Weg zu hochautomatisiertem Fahren

Motor & Technik


Mercedes-Benz auf dem Weg zu hochautomatisiertem Fahren

Level-3-System: Mikrophone im Innenraum erkennen Sondersignale von Einsatzfahrzeugen
Als weltweit erstes Automobilunternehmen erfüllt Mercedes-Benz die anspruchsvollen gesetzlichen Anforderungen nach UN-R157 für ein Level-3-System.
Level-3-System: Mikrophone im Innenraum erkennen Sondersignale von Einsatzfahrzeugen

Als weltweit erstes Automobilunternehmen erfüllt Mercedes-Benz die anspruchsvollen gesetzlichen AnForderungen nach UN-R157 für ein Level-3-System[1]. Das Kraftfahrt-Bundesamt (KBA) hat dafür die Systemgenehmigung auf Basis der technischen Zulassungsvorschrift UN-R157 erteilt und  somit den Weg bereitet, grundsätzlich ein solches System international[2] anzubieten. Vorausgesetzt, die jeweiligen nationalen Gesetzgebungen erlauben es. Deutschland hat mit der Öffnung des Straßenverkehrsgesetzes (StVG) für Level-3-Systeme im Jahr 2017 dabei eine Vorreiterrolle eingenommen. Deshalb werden erste Kunden noch in der ersten Jahreshälfte 2022 eine S-Klasse mit DRIVE PILOT kaufen können und so bei hohem Verkehrsaufkommen oder Stausituationen auf geeigneten Autobahnabschnitten in Deutschland bis 60 km/h hochautomatisiert fahren können. Die Sonderausstattung DRIVE PILOT entlastet den Fahrer und ermöglicht ihm Nebentätigkeiten[3] auf dem Zentraldisplay wie beispielsweise Onlineshopping oder im In‑Car-Office E-Mails zu bearbeiten. Die Systemgenehmigung gilt auch für den EQS.

„Seit vielen Jahren arbeiten wir daran, unsere Vision vom automatisierten Fahren zu verwirklichen. Mit dem LiDAR-basierten System haben wir eine innovative Technologie für unsere Fahrzeuge entwickelt, die dem Kunden ein einmaliges, luxuriöses Fahrerlebnis bietet und ihm das Wichtigste schenkt: Zeit. Mit der Behördengenehmigung ist uns nun ein Durchbruch gelungen: Als erster Hersteller geht bei uns hochautomatisiertes Fahren in Deutschland in Serie“, so Markus Schäfer, Mitglied des Vorstands der Daimler AG und Mercedes-Benz AG, Chief Technology Officer verantwortlich für Entwicklung und Einkauf. „Mit diesem Meilenstein beweisen wir einmal mehr unsere Pionierleistung beim automatisierten Fahren und leiten zudem einen radikalen Paradigmenwechsel ein. Denn erstmals in 136 Jahren Automobilgeschichte übernimmt das Fahrzeug unter bestimmten Voraussetzungen die dynamische Fahraufgabe. Zugleich freut es uns, dass Deutschland mit dieser Genehmigung seine Vorreiterrolle beim automatisierten Fahren fortsetzt.“

Öffnung des Straßenverkehrsgesetzes (StVG) für Level-3-Systeme

Die technische Zulassungsvorschrift, mit der ein solches System zertifiziert werden kann, ist erst Anfang 2021 in Kraft getreten. Seither kann sie in Europa umgesetzt werden – eine Chance, die Mercedes-Benz schnell und als erster Hersteller genutzt hat. Deutschland hat mit der Öffnung des Straßenverkehrsgesetzes (StVG) für Level-3-Systeme im Jahr 2017 als erstes Land eine rechtliche Grundlage für die bestimmungsgemäße Nutzung dieser Systeme geschaffen.

Mercedes-Benz bietet DRIVE PILOT zunächst in Deutschland auf 13.191 Autobahnkilometern an. Umfangreiche Testfahrten des Systems beispielsweise in den USA und in China laufen bereits. Sobald es in zusätzlichen Märkten einen nationalen Rechtsrahmen für den hochautomatisierten Betrieb gibt, der insbesondere eine Abwendung von der Fahraufgabe erlaubt, erfolgt schrittweise die internationale Einführung.

DRIVE PILOT muss auch überraschende Verkehrssituationen bewältigen

Auf geeigneten Autobahnabschnitten und bei hohem Verkehrsaufkommen übernimmt DRIVE PILOT die Fahraufgabe zunächst bis zu den gesetzlich erlaubten 60 km/h. Die Bedien­elemente dafür sitzen im Lenkradkranz oberhalb der Daumenmulden rechts und links. Aktiviert der Fahrer DRIVE PILOT, regelt das System Geschwindigkeit und Abstand und führt das Fahrzeug souverän innerhalb der Spur. Streckenverlauf, auftretende Streckenereignisse und Verkehrszeichen werden ausgewertet und berücksichtigt. Das System reagiert auch auf unerwartet auftretende Verkehrssituationen und bewältigt diese eigenständig z.B. durch Ausweichmanöver innerhalb der Spur oder durch Bremsmanöver.

Mit LiDAR-Sensor und redundanten Systemen

DRIVE PILOT baut auf der Umfeldsensorik des Fahrassistenz-Pakets auf und umfasst zusätzliche Sensoren, die Mercedes-Benz unerlässlich für sicheres hochautomatisiertes Fahren hält. Dazu gehören LiDAR sowie eine Kamera in der Heckscheibe und Mikrophone, insbesondere zum Erkennen von Blaulicht und anderen Sondersignalen von Einsatzfahrzeugen, sowie ein Nässesensor im Radkasten. Ergänzend zu den Sensordaten erhält DRIVE PILOT Informationen zu Straßengeometrie, Streckeneigenschaften, Verkehrszeichen sowie besonderen Verkehrsereignissen (z.B. Unfällen oder Baustellen) von einer HD-Karte. Diese wird über eine Backend-Anbindung zur Verfügung gestellt und aktualisiert. Darüber hinaus verfügt die S-Klasse mit der Sonderausstattung DRIVE PILOT über redundante Lenk- und Bremssysteme sowie ein redundantes Bordnetz, um auch beim Ausfall eines dieser Systeme manövrierfähig zu bleiben und eine sichere Übergabe an den Fahrer zu gewährleisten.

Übernimmt der Fahrer, z.B. wegen eines akuten gesundheitlichen Problems, die Fahrzeugsteuerung auch nach eskalierter ÜbernahmeaufForderung und Ablauf der Übernahmezeit nicht, bremst das System das Fahrzeug im Rahmen eines Sicherheitsstopps kontrolliert und mit angemessener Verzögerung bis in den Stillstand. Zugleich werden das Warnblinklicht und im Stand das Mercedes-Benz Notrufsystem aktiviert und die Türen und Fenster entriegelt, um Ersthelfern den Weg in das Fahrzeug zu erleichtern.

Hochgenaues Positionierungssystem

Oberste Priorität bei der Einführung eines solchen Systems hat bei Mercedes-Benz die Sicherheit, das schließt hohe AnForderungen an die Betriebssicherheit ein. Wo sich die S-Klasse exakt befindet, wird mit einem hochgenauen Positionierungssystem ermittelt. Dieses ist viel leistungsfähiger als übliche GPS-Systeme. Zudem werden die von der Satellitennavigation ermittelten Daten mit Sensordaten und Daten einer HD-Karte abgeglichen. Sensordaten, die mittels LiDAR, Kamera, Radarsensoren erfasst werden, liefern Informationen zu Straßengeometrie, Streckeneigenschaften, Landmarken oder Verkehrszeichen.

Die HD-Karte liefert ein dreidimensionales Straßen- und Umgebungsabbild. Die Kartendaten werden in Backend-Rechenzentren gespeichert und ständig aktualisiert. Jedes Fahrzeug speichert zudem an Bord ein Abbild dieser Karteninformationen, gleicht es ständig mit den Backend-Daten ab und aktualisiert den lokalen Datensatz. Die HD-Karte bietet so eine stabile Positionierung durch Umfeldrepräsentation unabhängig von z.B. Abschattungen oder einem verschmutzten Sensor. Zudem liefert sie Informationen zur Straßengeometrie oder zu besonderen Verkehrsereignissen wie Baustellen. Diese Hochpräzisionskarte unterscheidet sich von Karten für Navigationsgeräte u.a. durch ihre höhere Genauigkeit im Zentimeter- statt Meterbereich sowie ihr detailliertes Kreuzungs- und Spurmodell.

Ein leistungsstarkes Zentralsteuergerät realisiert die fürs hochautomatisierte Fahren notwendigen, anspruchsvollen Software-Funktionen. Im Rahmen der modernen Sicherheitsarchitektur werden wichtige Algorithmen redundant gerechnet.

Hochautomatisiertes Fahren auf geeigneten Autobahnabschnitten bei hohem Verkehrsaufkommen

Während der hochautomatisierten Fahrt ermöglicht DRIVE PILOT dem Fahrer, sich vom Verkehrsgeschehen ab- und bestimmten Nebentätigkeiten zuzuwenden. Zum Beispiel mit den Kollegen via In-Car-Office zu kommunizieren, Mails zu schreiben, im Internet zu surfen oder entspannt einen Film anzuschauen. Im DRIVE PILOT Modus können auf dem im Fahrzeug integrierten Zentraldisplay Anwendungen freigegeben werden, die sonst während der Fahrt gesperrt sind.

[1] SAE-Level 3: Die automatisierte Fahrfunktion übernimmt bestimmte Fahraufgaben. Dennoch ist weiterhin ein Fahrer notwendig. Der Fahrer muss jederzeit bereit sein, die Kontrolle über das Fahrzeug zu übernehmen, wenn er durch das Fahrzeug zum Eingriff aufgeFordert wird.

[2] ECE-Vertragsstaaten (57) inkl. Staaten der EU, GB, Japan, Korea, Australien

[3] Welche Nebentätigkeiten des Fahrers gesetzlich zulässig sind, hängt von den jeweiligen nationalen Straßenverkehrsvorschriften ab.


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