Autonomes Fahren

mini|Fahrerloses Waymo-Taxi in San Francisco, Juni 2024 mini|Autonomes Momenta-Testfahrzeug IM L6 in Böblingen, Mai 2025 mini|Video: Taxifahrt mit Robotaxi in Wuhan (China) im Probebetrieb, Juli 2024

Unter autonomem Fahren (auch hochautomatisches oder vollautomatisiertes Fahren genannt) ist die Fortbewegung von Fahrzeugen, mobilen Robotern und fahrerlosen Transportsystemen zu verstehen, die sich weitgehend autonom verhalten. Im engeren Sinne betrifft das nur die höchsten Stufen der Automatisierungsgrade nach Stufen 4 und 5.

Grundbegriffe mini|Autonomer Kleinbus in Bad Birnbach, Oktober 2017 mini|Autonomes, elektrisches Shuttle in der Hofer Altstadt

Die deutsche Bundesanstalt für StraßenwesenDie Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) hat in der Arbeitsgruppe „Rechtsfolgen zunehmender Fahrzeugautomatisierung“ eine Einteilung von 5 Stufen vorgenommen, wobei die Autonomiestufe 5 (fahrerloses Fahren) nicht enthalten ist. Vgl. unterscheidet zwischen assistiertem, automatisiertem und autonomem Fahren. Fahrzeuge mit assistierenden und automatisierten Systemen, die sich ähnlich wie Flugzeuge im Autopilot-Modus verhalten, können Lenk-, Blink-, Beschleunigungs- und Bremsmanöver längs und quer der Fahrspur ohne menschliches Eingreifen durchführen; jedoch sollte ein Fahrer am Steuer sitzen und bei Bedarf eingreifen. Beim autonomen Fahren wird die Person am Steuer aus der Verantwortung genommen oder ganz auf sie verzichtet.

Geschichte

Bereits in der zweiten Hälfte der fünfziger Jahre des 20. Jahrhunderts postulierte A. A. Kucher, seinerzeit leitender Ingenieur der amerikanischen Ford-Werke, als Mittel gegen die schwindenden Rohölreserven, zur Entlastung der Verkehrsadern und vor allem zur Senkung der steigenden Unfallzahlen die Forderung nach der Entwicklung einer Art elektronischer Autobahn für elektrisch betriebene Autos: „In den ‚Automobilen‘ von morgen wird es keine Abhängigkeit mehr von der menschlichen Reaktionsfähigkeit geben. Die Führung der Fahrzeuge wird über eine narrensichere elektronische Steuerung erfolgen.“

Pionier auf diesem Gebiet wurde dann Ernst Dickmanns, der in den frühen 1980er-Jahren mit Experimenten auf noch nicht für den Verkehr freigegebenen Autobahnabschnitten begann. Sein „Versuchsfahrzeug für autonome Mobilität und Rechnersehen“ VaMoRs (englisch VaMP) durchfuhr ab 1986 längere, verkehrsreiche Strecken teilweise autonom, jedoch noch mit starken Eingriffen durch den Fahrzeugführer.

Das fahrerlose Fahren bekam 2004 starken Auftrieb durch den DARPA-Wettbewerb in den USA, bei dem auch deutsche Automobilhersteller Preise gewannen.

Die ersten seriennahen autonomen Fahrzeuge stellte Audi im Januar 2015 auf der CES in Las Vegas unter dem Begriff „pilotiertes Fahren“ vor. Sie fuhren mehrere hundert Kilometer Autobahn durch die Wüste von Nevada ohne Eingriff durch die Person am Steuer.

Seit Oktober 2016 werden alle Tesla-Fahrzeuge mit einer Hardware ausgeliefert, die es zukünftig erlauben soll, die Fahrzeuge vollautonom, also nach dem SAE Stufe 5, zu fahren. Die Prognose von Tesla, dass das autonome Fahren bereits im Jahr 2017 mit den Tesla-Fahrzeugen möglich sein wird, bewahrheitete sich nicht. Auch zahlreiche Unfälle durch autonom fahrende Teslas spielten hier eine Rolle.

Ende 2022 wurde in Bern das erste autonome Lieferfahrzeug der Schweiz vorgestellt, welches seit Februar im Pilotbetrieb ist.

Beispiele fortgeschrittener autonomer Systeme Waymo mini|Waymo Taxi ohne Fahrer in San Francisco 2023

Ein Beispiel für eines der am weitesten entwickelten Systeme ist das von Google entwickelte System Waymo.

Im August 2023 haben Waymo und Cruise die Erlaubnis erhalten, zahlende Fahrgäste im gesamten Stadtgebiet von San Francisco rund um die Uhr ohne einen Sicherheitsfahrer zu befördern. Stand März 2025 tätigt Waymo pro Woche 200.000 bezahlte Robotaxi-Fahrten in San Francisco, Los Angeles und Phoenix.

Tesla Autopilot

mini|Tesla Model Y mit Autopilot in Serienproduktion. Meistverkauftes Auto weltweit überhaupt 2023 und 2024 Der Tesla Autopilot bzw. der Full-Self-Driving-Modus von Tesla kann in Gebieten, in denen dies erlaubt ist, z. B. USA, nahezu komplett allein fahren. Der Fahrer bleibt voll verantwortlich und muss das Auto weiterhin überwachen, aber nur noch ad hoc eingreifen. Der Full-Self-Driving-Modus entspricht damit als Fahrassistenzsystem dem Autonomie-Level 2. Im Februar 2025 führte Tesla über ein Online-Update den Full-Self-Driving-Modus in China ein.

Mercedes Drive Pilot mini|Mercedes-Benz EQS mit Drive Pilot in Serienproduktion.

Im Dezember 2024 erhielt Mercedes für den „Drive Pilot“ der S-Klasse- und EQS-Modelle eine Zulassung für eine erhöhte Geschwindigkeit von 95 km/h durch das Kraftfahrt-Bundesamt. Beim Drive Pilot kann der Fahrer gemäß Autonomie-Level 3 fahren. Das heißt, er darf dabei lesen, sich umdrehen, Nachrichten auf dem Handy schreiben etc.

Robotaxis in China Im Jahr 2024 haben mehr als 30 Städte in China Lizenzen für Robotaxis vergeben. Die Taxis kommen teilweise mit Sicherheitsfahrer. Die Robotaxis ohne Fahrer sind mit z. B. 1,40 Euro für 8,4 Kilometer Strecke deutlich günstiger als normale Taxis. Sie stehen rund um die Uhr zur Verfügung. Anbieter sind z. B. die Firma Baidu, das chinesische Pendant zu Google.

Entwicklung in Deutschland In Deutschland sind die rechtlichen Vorgaben sehr streng und es herrscht eine große Skepsis in der Bevölkerung, Deutschland hinkt anderen Ländern massiv hinterher. Technisch war Deutschland bereits in den 1980er Jahren maßgeblich an der Entwicklung des autonomen Fahrens beteiligt. Die Hersteller entschieden sich aber für einen evolutionären Ansatz, d. h. die Weiterentwicklung von Fahrassistenzsystemen zu autonomen Systemen und zielten nicht auf den vollautomatischen Betrieb wie die Hersteller in China und den USA ab.

Die erste autonome Buslinie der Deutschen Bahn war von 2017 bis 2024 der autonome Bus in Bad Birnbach. Seit Mai 2025 läuft im Rahmen des Projekts KIRA („KI-basierter Regelbetrieb autonomer On-Demand-Verkehre“) der Testbetrieb autonomer Fahrzeuge auf Stufe 4. Hierbei wird der Nio ES8 mit dem Fahrsystem Mobileye Drive eingesetzt. Die Buchungs- und Routenplanungssoftware stammt von ioki. Da nur eine Erprobungsgenehmigung gemäß vorliegt, gibt es in den Fahrzeugen noch einen Sicherheitsfahrer. Ab 2026 sollen im Rahmen des Projekts MINGA im Münchner Stadtteil Gern Kleinbusse der Münchner Verkehrsgesellschaft auf Stufe 4 (mit Sicherheitsfahrer) eingesetzt werden.

Fahrerassistenzsysteme

Fahrerassistenzsysteme sind die Vorstufen des autonomen Fahrens. Sie bedienen Level 1 und 2 und finden sich in einer Vielzahl von Automobilen. Dazu gehören etwa der Spurhalteassistent, Stauassistent, Automatische Distanzregelung, Notbremsassistent, Intelligente Geschwindigkeitsassistenz, Abbiegeassistent, Fahrdynamikregelung, Antiblockiersystem.

Autonomes Parken

Eine erste Anwendung des fahrerlosen und damit voll autonomen Fahrens war das autonome Einparken. Der Fahrer sitzt dabei nicht mehr selbst im Fahrzeug, sondern aktiviert die Einparkautomatik von außen. Dies wurde ab ca. 2010 erprobt.Maximilian Schönherr: Einparken mit Fernbedienung. In: deutschlandfunk.de. 6. Mai 2015, abgerufen am 12. November 2019. Eine Spezialfunktionalität bietet das vollautomatisierte Valet-Parken. Hierbei wird das Fahrzeug wie beim Valet-Parken in einer Abstellzone abgestellt, fährt dann aber selbstständig, also ohne menschliche Überwachung, aber unterstützt von im Parkhaus installierter Technik zum Parkplatz.Vernetzte Parklösungen – Automated Valet Parking. In: bosch.com. Abgerufen am 20. September 2021.

Autonomer mobiler Roboter

Das Beispiel eines anderen Fahrzeugtyps, der sich ohne Insassen und insbesondere ohne Fahrer fortbewegte, war der (nie auf dem Mars gelandete) sowjetische Marsroboter Prop-M von 1971 (siehe Mars (Raumsonde)). Mit dem „mobilen Roboter“, von dem hier die Rede ist, ist eine bewegliche Maschine gemeint. Die Aufgabe solcher Systeme besteht darin, dem Menschen mechanische Arbeit abzunehmen. Außerdem können sie mit ihrer Umgebung selbständig agieren und sich in ihr bewegen. Mobile Roboter werden oft bereits dann als autonom bezeichnet, wenn sich die sie steuernde Software/Elektronik/Hardware „on board“ befindet. Der Roboter ist dann solange autonom, wie seine Energieversorgung dies zulässt. Dem Roboter Anweisungen zu übermitteln, wie oder welche Aufgabe er zu diesem oder jenem Zeitpunkt zu erledigen hat, beeinträchtigt nicht seine Autonomie. Ein Roboter gilt erst dann als vollständig autonom, wenn er in Bezug auf seine Energieversorgung autark ist. mini|Autonom fahrender Bus in Berlin (Juli 2021)

Fahrerloses Transportfahrzeug

Fahrzeuge, die für den Transport gedacht sind und ohne Fahrer auskommen, sind in der Industrie weit verbreitet. Mithilfe von Sensorik und Software zur Lokalisation, Navigation und Pfadplanung suchen sich diese mobilen Transportroboter auf einem fest definierten Gebiet ihre Wege selbständig.

Einige Universitäten richten Wettbewerbe mit kleinen Modellfahrzeugen aus, die autonom vorgegebene Strecken mit Hindernissen abfahren.siehe

Automatisierungsgrade (Stufen)

mini|Video: Die 5 Automatisierungsgrade des automatisierten Fahrens

Häufig wird kontinuierlich wirkende Automatisierung auch nach Automatisierungsgrad oder -stufe unterschieden. Der hier gültige Standard ist die SAE J3016 der SAE-International, einer Standardisierungsorganisation. Sie hat Arbeiten der BASt (Bundesanstalt für Straßenwesen) weitergeführt. Hierbei werden die Fahrfunktionen in die Stufen 0 bis 5 eingeteilt. Die vorgeschlagenen einfachen Begriffe (assistierter, automatisierter und autonomer Modus) beschreiben Fahrerrollen und bleiben auch in Bezug auf frühere Bezeichnungen des VDA und der BASt konsistent und trennscharf. Die SAE J3016 wird jedoch auch kritisch diskutiert, und es gibt verschiedene Ansätze zu ihrer Erweiterung.

Stufen der BASt, VDA und SAE-Standard J3016: Stufe 0: Selbstfahrer („Driver only“), der Fahrer fährt selbst (lenkt, beschleunigt, bremst etc.) Stufe 1: Assistierter Modus. Bestimmte Assistenzsysteme helfen bei der Fahrzeugbedienung, beispielsweise der Abstandsregeltempomat (ACC). Stufe 2: Assistierter Modus. Teilautomatisierung. Funktionen wie automatisches Einparken, Spurhalten, allgemeine Längsführung, Beschleunigen, Abbremsen werden von den Assistenzsystemen übernommen, z. B. vom Stauassistent. die Industrie hat eine Stufe 2+ vorgeschlagen, die die Sensorik von Stufe 3 enthält, aber nur in beschränkten Umgebungen automatisiert fährt. Dies betrifft vor allem eine Objekterkennung für Notbremsungen in städtischen Umgebungen (Autonomous Emergency Braking, AEB), sowie automatische Spurwechsel auf Autobahnen. Die Zwischenstufe vermeidet Haftungsfragen, sodass ADAS-Funktionen in einigen Ländern als Stufe 3 freigeschaltet werden, in anderen nicht. Stufe 3: Automatisierter Modus. Der Fahrer muss das System nicht dauernd überwachen. Das Fahrzeug führt selbständig Funktionen wie das Auslösen des Blinkers, Spurwechsel und Spurhalten durch. Der Fahrer kann sich anderen Dingen zuwenden, wird aber bei Bedarf innerhalb einer Vorwarnzeit vom System aufgefordert die Führung zu übernehmen. 2022 hat Mercedes-Benz als erster Automobilhersteller weltweit die Zulassung für ein autonomes Fahrsystem Stufe 3 erhalten. Das System übernimmt auf der Autobahn bis zu 60 km/h bei guten Witterungsbedingungen die Fahrt. Die Zulassung wurde 2024 auf eine Geschwindigkeit von 95 km/h erhöht und soll ab Frühjahr 2025 erhältlich sein. Stufe 4: Autonomer Modus. Hochautomatisierung. Die Führung des Fahrzeugs wird dauerhaft vom System übernommen. Werden die Fahraufgaben vom System nicht mehr bewältigt, kann der Fahrer aufgefordert werden, die Führung zu übernehmen. Stufe 5: Autonomer Modus. Vollautomatisierung. Kein Fahrer erforderlich. Außer dem Festlegen des Ziels und dem Starten des Systems ist kein menschliches Eingreifen erforderlich. Das Fahrzeug kommt ohne Lenkrad und Pedale aus.