Das autonome Fahren verändert die Mobilität, macht die Straßen sicherer und den Verkehr intelligenter. Der SAE J3016-Rahmen definiert 6 Automatisierungsstufen, von fahrerunterstützenden Funktionen bis hin zur vollständigen Selbstfahrfähigkeit. In diesem Leitfaden werden die einzelnen Stufen, ihre wichtigsten Merkmale und der künftige Weg für autonome Fahrzeuge erläutert
Die Sicherheit im Straßenverkehr liegt in der gemeinsamen Verantwortung aller in der Automobilindustrie Tätigen. Von den Fahrzeugherstellern über die Technologieentwickler bis hin zu den politischen Entscheidungsträgern spielt jeder Beteiligte eine entscheidende Rolle bei der Reduzierung von Unfällen und der Erhöhung der Sicherheit auf den Straßen für alle.
The Society of Automotive Engineers (SAE), a professional association with over 128,000 engineers and technical experts in mobility engineering, together with the International Organization for Standardization (ISO TC204/WG14), have developed a framework for vehicle automation, known as SAE J3016, which has been adopted by automakers globally. This framework defines six levels of automation for cars, ranging from level 0 (No Driving Automation) to level 5 (Full Automation), which transitions from "driver assistance features" to "automated driving features".
Auf dem Weg zum vollständig autonomen Fahren hilft das Verständnis dieser Stufen, die technologischen, rechtlichen und gesellschaftlichen Veränderungen, die mit selbstfahrenden Fahrzeugen einhergehen, in einen Kontext zu setzen. Wir tauchen tief in die Stufen des automatisierten Fahrens ein und geben Beispiele für die einzigartigen Merkmale der einzelnen Autonomietypen.
Level 0 - No Automation
Level 1 - Driver Assistance
Level 2 - Partial Automation
Level 3 - Conditional Automation
Level 4 - High Automation
Level 5 - Full Automation
Das autonome Fahren der Stufe 0 bezieht sich auf ein Fahrzeug, das nicht automatisiert fährt. Auf dieser Stufe ist der menschliche Fahrer jederzeit voll für die Kontrolle des Fahrzeugs verantwortlich, aber das Fahrzeug kann über begrenzte Fahrerassistenzfunktionen wie Warnungen oder kurzzeitige Eingriffe verfügen, die nicht dauerhaft automatisiert sind. So kann beispielsweise ein Fahrzeug mit automatischer Notbremsung kurzzeitig eingreifen, um einen Unfall zu verhindern. Da der Fahrer jedoch weiterhin alle anderen Fahraufgaben übernehmen muss, bleibt es ein Fahrzeug der Stufe 0.
Hauptmerkmale von SAE Level 0:
Keine durchgängige Automatisierung: Der Fahrer muss alle Fahraufgaben übernehmen, einschließlich Lenken, Bremsen, Beschleunigen und Beobachten der Umgebung.
Warnungen und Alarme: Der Fahrer muss immer wachsam sein, aber das Fahrzeug kann mit Warnhinweisen ausgestattet sein, die den Fahrer unterstützen, z. B.
Vorwärtskollisionswarnungen
Warnung vor dem Verlassen der Fahrspur
Toter-Winkel-Warnungen
Eingeschränkte Fahrerassistenzfunktionen - Einige Fahrzeuge der Stufe 0 können über kurzzeitige Eingriffssysteme verfügen, wie z. B.:
Automatische Notbremsung (AEB)
Adaptiver Geschwindigkeitsregler (ACC), wenn er kurzzeitig eingreifen kann
Das autonome Fahren der Stufe 1 bezieht sich auf ein Fahrzeug mit einer einzigen automatisierten Fahrfunktion, die entweder die Lenkung oder die Beschleunigung/Bremsung unterstützt, aber nicht beides gleichzeitig (ein Fahrzeug mit Tempomat und Spurhaltung, die gleichzeitig funktionieren, würde als Stufe 2 gelten, da zwei Funktionen, Lenkung und Geschwindigkeitsregelung, zusammenwirken). Bei Fahrzeugen der Stufe 1 muss der menschliche Fahrer nach wie vor die volle Verantwortung für die Überwachung der Umgebung übernehmen.
Hauptmerkmale von SAE Level 1:
Einzelne automatisierte Funktion - Entweder Lenkunterstützung (z. B. Spurhalteassistent) oder Beschleunigungs-/Bremsunterstützung (z. B. adaptiver Geschwindigkeitsregler), aber nicht beides zusammen.
Der Fahrer muss die Kontrolle behalten - Das System ersetzt den Fahrer nicht, sondern kann ihn unterstützen. Der Fahrer muss jederzeit bereit sein, die volle Kontrolle zu übernehmen.
Keine vollständige Automatisierung - Der Fahrer ist für die Überwachung der Fahrumgebung und für komplexe Fahrentscheidungen verantwortlich.
Die Stufe 2 des autonomen Fahrens bezieht sich auf ein Fahrzeug, das unter bestimmten Bedingungen, z. B. im langsam fließenden Straßenverkehr, gleichzeitig lenken und beschleunigen/bremsen kann. Ein Auto mit Level 2-Automatisierung ist immer noch nicht selbstfahrend - der menschliche Fahrer muss voll einsatzbereit bleiben, um bei Bedarf sofort zu übernehmen.
Hauptmerkmale von SAE Level 2:
Gleichzeitige Automatisierung von Lenkung und Beschleunigung/Bremsung - Im Gegensatz zu Stufe 1, bei der jeweils nur eine Funktion automatisiert wird, kann Stufe 2 beide Funktionen gleichzeitig ausführen.
Beaufsichtigung durch den Fahrer erforderlich - Das System überwacht die Umgebung nicht; der menschliche Fahrer muss aktiv bleiben und bereit sein, einzugreifen.
Eingeschränkte Betriebsbedingungen - Systeme der Stufe 2 funktionieren in der Regel nur auf gut gekennzeichneten Autobahnen oder unter bestimmten Straßenbedingungen, z. B.
Advanced Adaptive Cruise Control mit Lane Centering - Das Fahrzeug passt die Geschwindigkeit automatisch an und hält die Spur, aber der Fahrer muss aufmerksam bleiben.
Tesla Autopilot (Basic Version) – Helps steer, accelerate, and brake on highways but requires hands on the wheel.
Chevrolet Super Cruise (Hands-Free, but Eyes-On System) – Allows hands-free driving in certain mapped areas but requires driver attention.
Die Stufe 3 des autonomen Fahrens stellt die erste Stufe dar, in der das Fahrzeug alle Fahraufgaben unter bestimmten Bedingungen ausführen kann, ohne dass eine ständige Überwachung durch den Fahrer erforderlich ist. Der Fahrer muss jedoch zur Verfügung stehen, wenn das System ihn auffordert, das Steuer zu übernehmen. Im Gegensatz zu Stufe 2 kann sich der Fahrer bei Stufe 3 von der aktiven Überwachung abkoppeln, aber das System ist noch nicht vollständig autonom, da es immer noch einen ausfallbereiten menschlichen Fahrer benötigt.
Hauptmerkmale von SAE Level 3:
Automatisiertes Fahren unter bestimmten Bedingungen - Das Fahrzeug kann die Lenkung, die Beschleunigung und das Bremsen vollständig kontrollieren und innerhalb seiner Operational Design Domain (ODD) Fahrentscheidungen treffen, z. B. auf Autobahnen oder in Staus.
Honda Sensing Elite – Features a "Traffic Jam Pilot" that takes full control in stop-and-go highway traffic.
Mercedes-Benz Drive Pilot – Allows hands-off driving in heavy traffic at speeds up to 40 mph (65 km/h) on mapped highways.
Keine ständige Überwachung durch den Fahrer erforderlich - Im Gegensatz zu Stufe 2 kann der Fahrer seine Aufmerksamkeit von der Straße ablenken (z. B. ein Video ansehen oder lesen), muss aber bereit sein, die Kontrolle zu übernehmen, wenn er dazu aufgefordert wird.
Das System fordert bei Bedarf den Fahrer zum Eingreifen auf - Wenn die Bedingungen seine Fähigkeiten übersteigen (z. B. schlechtes Wetter, Baustellen), benachrichtigt das System den Fahrer, damit er die Kontrolle übernimmt.
Nach der Norm SAE J3016 bedeutet autonomes Fahren der Stufe 4, dass das Fahrzeug alle Fahraufgaben innerhalb eines bestimmten Einsatzbereichs (z. B. bestimmte Straßen, Städte oder Wetterbedingungen) ohne menschliches Eingreifen ausführen kann. Wenn das System auf eine Situation stößt, die es nicht bewältigen kann, braucht es keinen Fahrer, um die Kontrolle zu übernehmen - es hält selbständig an oder lenkt um, weshalb diese Fahrzeuge über ein Lenkrad oder Pedale verfügen können oder auch nicht.
Hauptmerkmale von SAE Level 4:
Kein menschliches Eingreifen erforderlich - Der Fahrer wird nicht als Rückfallebene benötigt, d. h. das Fahrzeug kann Notfallsituationen und Systemausfälle selbstständig bewältigen.
Vollautomatisierung in bestimmten Stadtgebieten - Das Fahrzeug kann ohne menschliches Zutun fahren, aber nur unter vordefinierten Bedingungen, z. B. in kartierten Stadtgebieten oder speziellen Selbstfahrerzonen.
Waymo fully self-driving taxis operate in designated areas of Phoenix, Las Angeles and San Francisco, requiring no driver inside.
Geofenced-Betrieb - Fahrzeuge der Stufe 4 sind auf bestimmte Orte oder Bedingungen beschränkt, z. B. auf Stadtstraßen mit guter Infrastruktur.
Navya self-driving shuttle buses operated within the geofenced areas like university campuses and airports •
Kann, muss aber nicht mit manuellen Bedienelementen ausgestattet sein - bei einigen Fahrzeugen der Stufe 4 werden das Lenkrad und die Pedale entfernt. o
Xoox robotaxis, which operate in a geofenced area in Las Vegas (including the strip and surrounding areas), have no driver, steering wheel, or pedals
Während Level 5 ein langfristiges Ziel bleibt, treiben Fortschritte in der KI- und Sensortechnologie den Fortschritt hin zu vollautomatisierten Fahrzeugen voran. Dies ist laut SAE die höchste Stufe des autonomen Fahrens, was bedeutet, dass das Fahrzeug unter allen Bedingungen völlig selbständig fährt und zu keiner Zeit ein menschliches Eingreifen erforderlich ist. Im Gegensatz zu Stufe 4, die nur in bestimmten Umgebungen funktioniert, können Fahrzeuge der Stufe 5 überall dort fahren, wo auch ein menschlicher Fahrer fahren könnte - auf Autobahnen, Straßen in der Stadt, auf dem Land und unter allen Wetterbedingungen.
Hauptmerkmale von SAE Level 5:
Kein Fahrer erforderlich - Das Fahrzeug arbeitet unter allen Bedingungen und an jedem Ort ohne menschlichen Eingriff.
Kein Lenkrad oder Pedale erforderlich - Da eine menschliche Steuerung nicht erforderlich ist, können Fahrzeuge der Stufe 5 ohne herkömmliche Bedienelemente konstruiert werden.
Funktioniert in allen Umgebungen - Im Gegensatz zu Level 4, das geofenced ist, können Level 5-Fahrzeuge auf jeder Straße und unter allen Verkehrsbedingungen fahren.
Kein Rückgriff auf einen menschlichen Fahrer - Das System muss in der Lage sein, alle Fahrsituationen, einschließlich Notfällen, zu bewältigen.
Autonome Fahrzeuge der Stufe 5 sind noch nicht auf dem Markt erhältlich, aber einige Unternehmen haben beeindruckende Fortschritte mit Konzeptfahrzeugen der Stufe 5 gemacht, wie z. B:
Audi AI:CON - Encapsulates a concept of fully autonomous mobility, the Audi AI:CON has created a ‘third living space’ where the car is capable of interacting not only with its surroundings, but also its occupants. For example, the vehicle can suggest ordering food from the occupant's favorite restaurant before driving itself there for food collection.
Volvo 360c - A futuristic sleeping pod on wheels that envisions a world where people use self-driving cars instead of airplanes for short-distance travel.
Volkswagen Sedric - designed, developed, and constructed by Volkswagen Group's Future Center, Sedric is fitted with two comfy sofa-style seats that face each other, and was designed to drive children to school, drop their parents at the office, and then look independently for a parking space.