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Sie haben Fragen im Zusammenhang mit Fahrassistenzsystemen? Die Fachzeitschrift All electronics sowie die Beratungsstelle für Unfallverhütung BFU mit smartrider.ch haben die wichtigsten Fragen und Antworten zusammengefasst.

Die Sensortechnik hat in den letzten Jahren grosse Fortschritte gemacht. Datenfusionen kombinieren Informationen aus verschiedenen Sensoren, was die Fahrerassistenzsysteme noch sicherer macht. Unter gewissen Umweltbedingungen wie starkem Regen, Schnee oder Nebel ist die Funktionsfähigkeit von gewissen Systemen jedoch beeinträchtigt, da die Sensoren ihre Umgebungsinformationen nicht vollständig erfassen können. Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Sensortechnik dürften solche Beeinträchtigungen beseitigt werden.

Fahrerassistenzsysteme sind sozusagen die Vorboten des autonomen Fahrens. Bereits jetzt sind wir technisch auf der sogenannten «Stufe 3» (bedingt automatisiert) angelangt. Autos sind in der Lage, die Fahraufgabe auf Autobahnen komplett zu übernehmen, sie kommunizieren mit der Umgebung, insbesondere mit anderen Fahrzeugen. Allerdings fehlen derzeit noch die nötige Infrastruktur und vor allem die gesetzlichen Grundlagen für hochautomatisiertes Fahren. Daher ist die Technik in Strassenfahrzeugen dafür noch nicht zugelassen und es ist verboten, die Hände vom Lenkrad zu nehmen.

Die Grenze zwischen dem Fahrerassistenzsystem für Komfort und dem für Sicherheit verschwimmt in den meisten Fällen. Sie vereinen beide Merkmale, während, je nach Funktionalität, der eine oder andere Aspekt überwiegen kann.

Sicherheitsrelevante Systeme wie der Notbremsassistent, der Spurhalteassistent und der intelligente Geschwindigkeitsassistent erhöhen die Verkehrssicherheit, indem sie mithelfen, Unfälle zu vermeiden oder die Unfallschwere zu verringern. Systeme mit Komfortfokus sind beispielsweise der Einparkassistent, der adaptive Tempomat oder der Lichtassistent.

Das New Car Assessment Programme; Sicherheitsbewertung von Autos durch eine amerikanische Verbraucherschutz-Organisation; kurz NCAPhat ihre Standards für den Einsatz von Radarsystemen aktualisiert mit dem Ziel, die Fahrassistenz-Funktionen in neuen Autos zu verbessern. Darin wird auch geregelt, bis zu welcher Distanz ein Radarsensor Hindernisse detektieren muss. So legt der aktualisierte NCAP-Standard in Abschnitt 5.6.4.8 fest, bei welcher Minimalgeschwindigkeit zusammen mit einer Mindestdistanz ein Spurwechsel erlaubt ist.

Diese Vorgaben sind für die Entwicklung von Corner-Radarsystemen wichtig. OEMs müssen basierend auf den von ihnen eingesetzten Sensorsystemen diese Mindestdistanz angeben, um den Spurwechselvorgang noch sicherer zu machen. Hochauflösende Radarsysteme können dazu beitragen, lassen sich herankommende Fahrzeuge noch schneller und in größerer Entfernung detektieren.

Autos ohne Fahrassistenzsysteme sind heute nicht mehr denkbar. Daher zeigt auch das prognostizierte Marktvolumen Fahrassistenzsystemen und autonomen Fahrfunktionen in Europa, China und den USA in den Jahren 2020 bis 2030 deutlich nach oben. So soll das Marktvolumen entsprechender Funktionen laut der Prognose 2030 bei rund 270 Milliarden US-Dollar liegen. Heute sind es etwa 80 Milliarden US-Dollar. Einen Grossteil davon wird auf Radarsensoren entfallen, denn laut Prognose wächst der Umsatz mit Radarsensoren im Bereich des autonomen auf rund 14 Milliarden US-Dollar. Für Lidar rechnet McKinsey mit einem Umsatz von 12 Milliarden im Jahr 2030, für Kameras sind es 8 Milliarden US-Dollar, sonstige Sensoren wie Ultraschall erreichen einen Umsatz von 9 Milliarden US-Dollar.

2019 war die einfache Einparkhilfe, umgangssprachlich „Parkpiepser“, das ADAS, mit dem 75 % der neu erworbenen PKW ausgestattet waren und damit das am weitesten verbreitete Fahrassistenzsystem. Auf den Plätzen 2 und 3 folgen der Regensensor und die Berganfahrhilfe. Diese Platzierungen gelten auch für die Gruppen „Erworbene Gebrauchtwagen“ und „Fahrzeuge im Bestand“, bei denen die Einparkhilfe mit etwa 60 % die Liste anführt.

Grosse Unterschiede zwischen den Gruppen gibt es beispielsweise beim Totwinkel-/Spurwechselassistent: In 41 % der Neuwagen findet sich diese Fahrhilfe, in den Gebraucht- bzw. Bestandswagen sind es dagegen nur 10 bzw. 13 %.

Interessanterweise zeigen Umfrageergebnisse der Dekra sehr deutlich, dass sich viele gar nicht mit Assistenzsystemen auskennen oder nicht wissen, welche Systeme sie wirklich in ihren Fahrzeugen haben.

Der Abblendlichtassistent kann das Abblendlicht des Fahrzeugs entsprechend der Beleuchtungssituation selbsttätig ein- oder ausschalten. Der Fernlichtassistent ermöglicht es dem Fahrer, so häufig wie möglich die Sichtverhältnisse bei Nacht durch Fernlicht zu verbessern, ohne es manuell ein- oder ausschalten zu müssen. Erkennt die Funktion keine anderen Fahrzeuge, aktiviert sie das Fernlicht. Werden von der Funktion Fahrzeuge detektiert, schaltet sie das Fernlicht automatisch aus.

Auf Basis von Videodaten kann auch die Reichweite des Abblend- oder Fernlichts automatisch geregelt werden. Die adaptive Fernlichtsteuerung regelt nicht nur die Reichweite bzw. Segmentierung des Lichts, sie passt auch die Breite der Ausleuchtung den Verkehrsverhältnissen an.
Damit können zum Beispiel Kurven vorausschauend ausgestrahlt werden oder im städtischen Verkehr durch einen breiteren Lichtkegel Straßenränder und damit potenziell gefährdete Fußgänger besser beleuchtet und erkannt werden.

Mit der kontinuierlichen Fernlichtsteuerung kann der Fahrer dauerhaft mit Fernlicht fahren. Sie basiert auf horizontal und vertikal schwenkbaren Scheinwerfern oder Voll-LED-Scheinwerfern, bei denen die gesamte Lichtverteilung segmentiert so gesteuert wird, dass einerseits

Verkehrsteilnehmer, die geblendet werden könnten, vom Lichtkegel ausgespart sind, während andererseits der übrige Teil mit Fernlicht optimal ausgeleuchtet wird. Die Fernlichtverteilung bleibt dadurch nahezu erhalten, die Sichtweite für den Fahrer vergrößert sich erheblich.

Die Basisvariante der Totwinkelerkennung funktioniert mit Ultraschallsensoren oder Eck-Radarsensoren. Die Funktion nutzt die Sensoren, um den Verkehrsraum auf der Nachbarspur zu überwachen, den der Fahrer üblicherweise nur schwer einsehen kann. Befindet sich ein anderes Fahrzeug im überwachten Bereich, wird der Fahrer, zum Beispiel über ein Leuchtsymbol im Bereich der Seitenspiegel, auf die potenzielle Gefahr hingewiesen. Falls der Fahrer diesen Warnhinweis übersieht oder ignoriert und den Blinker betätigt um die Spur zu wechseln, kann das System eine zusätzliche Warnung ausgeben. Stationäre Objekte auf und an der Straße wie Leitplanken, Masten oder parkende Fahrzeuge sowie eigene Überholvorgänge erkennt das System, ohne zu einem Alarm zu führen.

Die nächste Ausbaustufe der Totwinkelerkennung basiert auf zwei Eck-Radarsensoren, die links und rechts verdeckt im hinteren Stossfänger installiert sind. Die Sensoren überwachen den Bereich neben und schräg hinter dem Fahrzeug. Eine Steuerungssoftware führt die Sensorinformationen zusammen, wodurch ein ein Bild des kompletten rückwärtigen Verkehrsraums entsteht, der über den Wahrnehmungsbereich der Ultraschallsensoren hinausgeht. Damit lassen sich im Gegensatz zum ultraschallbasierten System auch sich schnell nähernde Fahrzeuge frühzeitig vor einem Spurwechsel erkennen.

Bei Spurassistenzsysteme greifen Sensorik und Aktorik ineinander: Mithilfe von Umfeldsensoren und gezielten Eingriffen in das Lenk- oder Bremssystem halten Spurassistenzsysteme Autos in der Spur. Dafür kommen beispielsweise Eck-Radarsensoren, Ultraschallsensoren sowie Multifunktionskameras zum Einsatz. Außerdem das elektronische Stabilitätsprogramm (ESP) sowie eine Elektrolenkung mit achsparalleler Servoeinheit.

Ein Beispiel: Erkennt die Videokamera, dass das Fahrzeug von der Fahrbahn abzukommen droht, lenkt beispielsweise der Spurhalteassistent bei Fahrzeugen mit elektrischer Servolenkung sanft aber spürbar gegen, um das Fahrzeug in der Spur zu halten. Bei Fahrzeugen ohne elektrische Servolenkung erfolgt das Gegenlenken über das gezielte Abbremsen einzelner Räder durch das elektronische Stabilitäts-Programm.

Herzstück der adaptiven Abstands- und Geschwindigkeitsregelung (Adaptive Cruise Control kurz ACC) beziehungsweise Abstandsregeltempomat ist ein Radarsensor. Bei freier Fahrt hält die ACC die vom Fahrer eingestellte Wunschgeschwindigkeit. Erkennt das System im Detektionsbereich ein langsameres Fahrzeug, verringert es durch Gas wegnehmen oder durch einen aktiven Eingriff über das Bremsregelsystem die Geschwindigkeit. Fährt der Vordermann wieder schneller oder macht die Fahrspur frei, beschleunigt die ACC automatisch bis auf das Wunschtempo des Fahrers.

Um den Komfort und die Sicherheit der Funktion zu erhöhen, lässt sich der Radarsensor mit einer Multifunktionskamera ergänzen. So kann die ACC aufgrund der lateralen Messgenauigkeit der Multifunktionskamera beispielsweise Ein- oder Ausscherer früher erkennen und damit dynamischer reagieren. Für ein robusteres und besseres Szenenverständnis werden die gesammelten Daten beider Sensoren in einem Steuergerät fusioniert (Sensorfusion).

Das Spektrum der Funktionen, die ADAS unterstützen oder selbst durchführen wurde im Laufe der Jahre immer breiter. Hier eine Liste der gängigen Fahrassistenzsysteme mit ihren Abkürzungen beziehungsweise den englischen Begriffen und einer Zuteilung zu DAS oder ADAS

• Abbiegeassistent (ADAS)
• Abstandsregeltempomat (ACC, Adaptive Cruise Control)
• Aktiver Überholalarm (AOA) (ADAS)
• Antiblockiersystem (ABS) (DAS)
• Antriebsschlupfregelung (ASR) (TCS: Traction Control System) (DAS)
• Automatische Notbremssysteme (AEBS) (DAS)
• Driving Planner (Software-Modul von Continental, das Längs- und Querbewegungen steuert)
• Elektronische Bremskraftverteilung (EBD, Electronic Brakeforce Distribution)
• Elektronisches Stabilitätsprogramm (ESP, Electronic Stability Programm) (DAS) – ein Markenname von Bosch beziehungsweise Daimler, der im allgemeinen Sprachgebrauch als Synonym für diese Systeme steht. Eigentlich: Electronic Stability Control (ESC), elektronische Stabilitätsregelung
• Erkennung und Notbremsung beim Rückwärtsfahren (Reversing Detection) (ADAS)
• Fahrermüdigkeitserkennung und -aufmerksamkeitsüberwachung (Driver Drowsiness Dectection (DDD) and Attention Warning) (DAS/ADAS)
• Intelligent Speed Adaptation (ISA) (ADAS)
• Intelligente Lichtsysteme
  
  • Abbiegelicht (DAS)
  • Autobahnlicht (ADAS)
  • Fernlichtassistent (ADAS)
  • Kurvenlicht (ADAS)
  • Schlechtwetterlicht (ADAS)
• Multikollisionsbremse (MKB) (ADAS)
• Notausweichassistent (ADAS) (ESA: Emergency Steer Assist)
• Notbremslicht (Emergency Stop Signal) (DAS)
• Park Distance Control (PDC)
• Querverkehrswarnung hinten (RCTA, Rear Cross Traffic Alert) (ADAS)
• Regensensor (ADAS)
• Speed Limiter (DAS/ADAS) (externer oder interne Signalgeber (z.B, Schild erkannt))
• Spurhalteassistenten (LKA, Lane Keeping Assistant) (ADAS) verwandte Begriffe: Lane Keeping System (Continental) und Lane Keeping Support (Volvo)
• Spurverlassenswarner (LDW, Lane Departure Warning) (ADAS)
• Tempomat(DAS)
• Toter-Winkel-Erkennung (BSD/BSM, Blind Spot Detection/Monitoring) (ADAS)
• Toter-Winkel-Warner (SBSA, Side Blind Spot Alert)
• Überholassistent (ADAS)

Da ADAS für Advanced driver-assistance systems steht, muss es auch nicht-advanced Systeme geben. Das sind die DAS (driver-assistance systems). Der Unterschied besteht in der Art, wie Signale die Fahrassistenzsysteme erreichen: Während DAS nur Daten aus dem Inneren des Autos verarbeiten, verwenden ADAS auch Daten aus der Außenwelt. Heruntergebrochen auf eine Gleichung wäre das ADAS = DAS + Umfelderkennung.

Anschaulicher wird das am Beispiel des Tempomats gegenüber einem Abstandsregeltempomat. Beim Tempomat stellt der Fahrer eine Geschwindigkeit ein, die der Bordcomputer anhand der Daten eines Sensors über die aktuelle Motordrehzahl konstant hält. Dabei nimmt der Tempomat keine Rücksicht auf die Umgebung. Fährt das Auto also auf ein langsamer fahrendes Auto zu, gäbe es eine ungebremste Kollision. Anders sieht es beim Abstandsregeltempomat. Hier kontrolliert eine Kamera die Umwelt, zusätzlich zur Überwachung der Geschwindigkeit. Im Szenario von eben, „sieht“ die Kamera das andere Auto und drosselt die Geschwindigkeit beim Auffahren und vermeidet so einen Unfall. Demnach gilt: Tempomat = DAS, Abstandsregeltempomat = ADAS.