Braunschweig als Verkehrslabor

Jeder mobile Braunschweiger kennt sie: Diese futuristischen grauen Kästen mit Antennen und Kameras an den Ampelanlagen großer Verkehrskreuzungen, beispielsweise auf dem nördlichen Ring nahe der Technischen Universität. 36 davon gibt es im Stadtgebiet. Doch keine Angst, es handelt sich bei ihnen weder um Blitzer noch um Big Brother. Sie sind Teil der Anwendungsplattform Intelligente Mobilität (AIM) des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) Braunschweig. Mit ihr wird erforscht, wie der Verkehrsablauf effizienter gestaltet und seine Sicherheit für alle Teilnehmer erhöht werden kann. Zudem macht sie die Löwenstadt zu einem weltweit einzigartigen Testfeld auf dem Weg in die Zukunft der selbstfahrenden Autos.

© Foto: DLRBraunschweig als Reallabor: Eine Kreuzung am nördlichen Ring wurde für Forschungszwecke zu einer Forschungskreuzung als Teil der Anwendungsplattform Intelligente Mobilität (AIM) ausgerüstet.

„Menschen halten sich an Regeln – oft aber auch nicht. Wir erwarten im Alltag gar nichts anderes von unseren Mitbürgern und sind ziemlich gut darin, auf abweichendes Verhalten zu reagieren“, erklärt mir Prof. Frank Köster. „Als erfahrener Verkehrsteilnehmer kann man vieles voraussehen.“ Für einen nach programmierten Regeln arbeitenden Computer ist menschliches Verhalten – besonders in komplexen sozialen Situationen, wie es sich an einer Verkehrskreuzung abspielt – eine große Herausforderung. Der Forscher vom Institut für Verkehrssystemtechnik und seine Kollegen haben es sich daher zum Ziel gesetzt, durch intensives Studieren des menschlichen Verhaltens die Systeme selbstfahrender Autos fit für den Straßenverkehr zu machen: „Ein automatisiertes Fahrzeug muss einen smarten Umgang mit der alltäglichen Vielfalt pflegen können.“

Vom Simulator auf die Straße

Doch bis zum Einsatz solcher Systeme im Straßenverkehr ist es ein weiter Weg. Und auf diesem geschieht die Hauptarbeit der Spezialisten des DLR und der mit ihnen zusammenarbeiteten Institute und Unternehmen. „2009 haben wir mit Überlegungen angefangen, wie sich hinsichtlich des autonomen Fahrens eine Forschungsinfrastruktur schaffen lässt, die in unseren Laboren beginnt und im öffentlichen Raum endet“, erinnert sich Prof. Köster. „Wenn man automatisiertes Fahren als Produkt etablieren will, braucht man eine Werkzeugkette, die Forschungsergebnisse aus virtuellen Testumgebungen und Prüfgeländen verantwortungsvoll bis auf die Straße bringt.“

Die mit AIM gewonnenen Erkenntnisse dienen dabei als Grundlage: Komplexe Sensoren aus Radar und Kameras erfassen die Verkehrssituation, um das Verhalten der Verkehrsteilnehmer besser verstehen zu können. Mit den hieraus gewonnenen Erfahrungen können anschließend die Systeme der Autos gefüttert werden. Die Auswertung erfolgt anonymisiert und in Echtzeit: „Die Datenschutzanforderungen sind extrem hoch“, versichert mir Prof. Köster. „Die Bilder werden in Echtzeit auf unsere Fragestellungen hin untersucht und es werden gar keine Gesichter oder Kennzeichen für eine Weiterverarbeitung gespeichert. Am Ende ist durch die hohe Komprimierung alles stark vereinfacht.“

© Foto: DLRVersuchfahrzeug FASCar II im Virtual Reality Labor.

Mit Hilfe der gewonnenen Daten lassen sich kritische Situationen ermitteln und anschließend in Simulationen analysieren. Zu diesem Zweck betreibt man beim DLR modernste Simulatoren: „Wir können echte Fahrzeuge komplett in einer beweglichen Virtual Reality Simulationsanlage durchtesten wie in einem Flugsimulator“, erläutert Köster. „Anschließend gehen wir mit diesen Fahrzeugen auf ein Testgelände zur Prüfung der Ergebnisse.“ Erst danach geht es automatisiert in den öffentlichen Raum. Und auch das nur mit Fahrern an Bord, die sofort eingreifen können, falls es doch mal ein Problem gibt. „Das läuft im Grunde wie in der Fahrschule“, erklärt Prof. Köster augenzwinkernd. „Wenn eine neue Software fährt, schaut man sehr genau hin.“

Weltweit einmalig

AIM ist in Braunschweig seit 2014 voll operativ und inzwischen auch Bestandteil des überregionalen Großprojekts Testfeld Niedersachsen. Auf einer Strecke von 280 Kilometer im Dreieck Hannover-Hildesheim/Salzgitter-Braunschweig/Wolfsburg wird hier an Autobahnen und Bundesstraßen an ausgewählten Abschnitten mit vergleichbarer Messtechnik der Verkehr beobachtet. Hauptaugenmerk liegt auf dem Verkehrsfluss und dem Fahrverhalten, den man mit den gewonnenen Erkenntnissen sicherer und effizienter steuern möchte. Die Fertigstellung des Projekts ist für Ende 2019 geplant. Derzeit wird noch ein rund acht Kilometer langer Streckenabschnitt der A39 in Richtung Cremlingen alle 100 Meter mit modernster Kameratechnik ausgestattet. Hier wird analog zur Braunschweiger Forschungskreuzung auf die Autobahn geschaut und das Verhalten der Verkehrsteilnehmer auf abweichendes Verhalten hin untersucht, um Assistenzsysteme – beispielsweise für automatisches Abstandhalten oder sichere Spurwechsel – zu verbessern und am automatisierten Fahren zu arbeiten. „Was wir hinsichtlich Genauigkeit und Qualität an diesem Streckenabschnitt bauen, ist weltweit einmalig“, verrät Prof. Köster.

© Foto: DLRDie Karte zeigt die Strecke des Testfeldes Niedersachsen mit den dazugehörigen Modulen.

Doch bevor uns ein Auto per Knopfdruck an jedes Ziel befördert, während wir uns entspannt zurücklehnen, werden noch viele Jahre vergehen. Vor allem in urbanen Situationen sind die Herausforderungen zu vielfältig, um uns sicher von Haustür zu Haustür zu bringen. „Vollautomatisiertes bzw. autonomes Fahren wird nicht zu einem Zeitpunkt eingeführt, sondern sukzessive über einzelne Teilfunktionen oder in ausgewählten Bereichen des Verkehrssystems“, erklärt mir Prof. Köster. „Angefangen bei der Einpark-Automatik bis hin zum Chauffeur auf der Autobahn. Es wird also erst mal nicht permanent sein, sondern teil- oder hochautomatisiert.“

© Foto: DLRTestfeld Niedersachsen: Erprobung des Sensorkonzepts während einer Meßkampagne auf A39.

Testfeld Niedersachsen und AIM begreifen sich daher auch nicht als geschlossenes Projekt, sondern als offener Baukasten, zu dem viele Forschungseinrichtungen und Unternehmen der Region ihren individuellen Beitrag leisten und sich gegenseitig befruchten. Diese Innovationsvielfalt sei es auch, die den Standort Braunschweig so erfolgreich mache und die Zukunft der einzigartigen Projekte sichere. „Wir erleben spannende Zeiten“, freut sich Prof. Köster. „Die Themen rund ums autonome Fahren werden uns noch die nächsten Jahrzehnte begleiten mit vielen sinnvollen und großartigen Innovationen."

Text: Stephen Dietl, 21.05.2019