Noch sind komplett autonom fahrende Autos auf den Straßen nicht unterwegs, in nicht allzu ferner Zukunft werden sie aber zu ganz neuen Herausforderungen führen – nicht nur für die Hersteller und Versicherer. Es wird zu völlig neuen Situationen kommen, denn was passiert zum Beispiel, wenn automatisierte Fahrzeuge und traditionelle mit einem menschlichen Fahrer oder einem Radfahrer oder Fußgänger aufeinandertreffen? Dinge, die bisher selbstverständlich sind, wie zum Beispiel Blickkontakt zwischen Fahrern, um sich über Vorfahrt, Spurwechsel etc. zu verständigen, werden nicht mehr möglich sein. Und dann?

Um dieses Problem zu lösen, hat das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) mit seinen Partnern im Projekt Digitaler Knoten 4.0 (DK 4.0) neue Wege der Kommunikation von Fahrzeugen, Radfahrern, Fußgängern und sogar Ampeln an innerstädtischen Kreuzungen erforscht.

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Braunschweig als Testfeld

Ziel des Projekts Digitaler Knoten 4.0 war es, herauszufinden, wie solch „gemischte Verkehrssituationen“ sicher und effizient gestaltet werden können. Dazu haben das DLR und seine Partner im vergangenen Jahr in Simulatoren und an Straßenkreuzungen des digitalen Testfelds AIM (Anwendungsplattform Intelligente Mobilität) in Braunschweig an Lösungen gearbeitet, wie man die unterschiedlichen Verkehrsteilnehmer miteinander vernetzen kann. Am 23. Mai 2019 wurde das Projekt mit Fahrdemonstrationen im Realverkehr abgeschlossen.

Laut Informationen der Verkehrsforschung des DLR untersuchten die Wissenschaftler im Rahmen des Projekts auch „Konzepte für die Kooperation und Interaktion innerhalb des Mischverkehrs sowie Kerntechnologien für ‚intelligente‘ Kreuzungsinfrastrukturen, die nach Auswertung in Echtzeit allen Verkehrsteilnehmern wichtige Informationen bereitstellen.“ Kurz gesagt ging es darum, autonome und nicht autonome Fahrzeuge sowie Menschen auf Fahrrädern und zu Fuß unter einen Hut zu bringen und die nötigen Technologien zu entwickeln, um das zu erreichen. Die Ergebnisse dieses Projekts könnten nach Aussagen der Forscher als Blaupausen für zukünftige innerstädtische Verkehrsknotenpunkte genutzt werden.

„Vernetzte und automatisierte Fahrzeuge bieten im Zusammenspiel mit einer digitalen Verkehrsinfrastruktur ein großes Potenzial, um die Interaktion von Verkehrsteilnehmern an städtischen Straßenkreuzungen effizienter und sicherer zu gestalten“, sagt Projektleiter Robert Kaul vom DLR-Institut für Verkehrssystemtechnik. „Dabei besteht die Herausforderung für automatisiertes und vernetztes Fahren in der Komplexität und Dynamik des Mischverkehrs an städtischen Straßenkreuzungen: automatisierte und nichtautomatisierte Fahrzeuge treffen auf Radfahrer und Fußgänger.“

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Herausforderung Linksabbieger

Die Wissenschaftler haben unter anderem die Kommunikation zwischen einem automatisierten Fahrzeug und der Ampel an einer Kreuzung getestet. Außerdem mussten die Forschungsfahrzeuge automatisierte Spurwechsel vornehmen und links abbiegen. Besonderen Wert haben die Forscher dabei auf das Linksabbiegen gelegt, da gerade an Kreuzungen das größte Konfliktpotenzial bestünde. „Beim automatisierten Linksabbiegen kooperieren die beteiligten Forschungsfahrzeuge via Vehicle-to-Vehicle- und Vehicle-to-Infrastructure-Kommunikation, um zügig eine sicher befahrbare Lücke durch den entgegenkommenden Verkehr zu finden.“

Um die Gefahr von Unfällen zu bannen, wird das Automatisierungssystem frühzeitig über die einzelnen Aufenthaltsorte der sogenannten „ungeschützten Verkehrsteilnehmer“ – Fußgänger und Radfahrer – informiert. Das geschieht auf Basis von Sensordaten der speziellen Infrastruktur, die einen guten Überblick bietet, oder aus den Smartphones der Fußgänger und Radfahrer. Die Datenübermittlung erfolgt über einen speziellen WLAN- oder Netzstandard.

Im Projekt DK 4.0 wurde auch ein neuartiges „kooperatives Kreuzungssteuerungskonzept“ zum Abbiegen getestet, um sowohl den Verkehrsfluss als auch die Sicherheit an innerstädtischen Kreuzungen zu verbessern: Mit Hilfe von Vorsignalisierung und Vorsortierung in einer Kreuzungszufahrt sei so gewährleistet, dass automatisierte und nichtautomatisierte Fahrzeuge effizient und sicher den Kreuzungsbereich queren können, heißt es im Bericht der Wissenschaftler.

Digitaler Knoten 4.0

Das Projekt „Digitaler Knoten 4.0″ wird vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) mit insgesamt 5,8 Millionen Euro gefördert. Die Mittel stammten aus denen des Forschungsprogramms zur Automatisierung und Vernetzung im Straßenverkehr. Am Projekt beteiligt waren neben dem DLR als Konsortialführer die AVL Software and Functions GmbH, NORDSYS GmbH, Oecon Products & Services GmbH, das OFFIS – Institut für Informatik, SCHLOTHAUER & WAUER GmbH, die Technische Universität Braunschweig mit dem Niedersächsischen Forschungszentrum Fahrzeugtechnik (NFF) sowie die Volkswagen AG.

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