Schon heute die Technik von morgen

Bei Daimler ist autonomes Fahren längst nicht mehr Science Fiction. Autonomes Fahren mit Fernverkehrs-Lkw ist in zehn Jahren Realität. Die realitätsnahe Studie Mercedes-Benz Future Truck 2025 hat diesen Schritt schon hinter sich. Als technologischer Ausgangspunkt dient der Mercedes-Benz Actros des Jahres 2014. Er liefert den Beweis für die Zukunftsfähigkeit des führenden Fernverkehrs-Lkw Europas, der schon seit seiner Markteinführung 2011 Maßstäbe in Wirtschaftlichkeit, Sicherheit und Bedienung setzt.

Der Mercedes-Benz Actros - Basis der seriennahen Studie

 MG 4536 sft 2014 350Technologischer Ausgangspunkt des Future Truck 2025 mit „Highway Pilot” ist der Mercedes-Benz Actros 1845. Sein Motor leistet 330 kW (449 PS) und bringt es auf ein maximales Drehmoment von 2200 Nm. Die Kraftübertragung übernimmt das serienmäßige vollautomatisierte Getriebe Mercedes PowerShift 3 mit zwölf Gangstufen.

Sein außergewöhnlicher Auflieger weist bereits optisch in die nahe Zukunft. Mercedes-Benz hat den Aerodynamics Trailer vor zwei Jahren als Weltpremiere auf der IAA Nutzfahrzeuge präsentiert. Aerodynamisch optimiert, kann er den Verbrauch des kompletten Sattelzugs um bis zu fünf Prozent senken. Mit dem Gesamtpaket aus Mercedes-Benz Future Truck 2025 und Mercedes-Benz Aero-dynamics Trailer lassen sich die Vorteile perfekt zum Sattelzug von morgen kombinieren.

Zunächst noch in Tarnfolie gehüllt

Der Future Truck 2025 ist für die Demonstrationsfahrten auf der Straße noch getarnt unterwegs – außen mit Konturen verwischender Schwarz-Weiß-Folie beklebt. Innen schützt eine das Cockpit kaschierende Überwurftarnung vor neugierigen Blicken. Zusatzmonitore deuten jedoch bereits den künftigen Arbeitsplatz des

Lkw-Fahrers als Transportmanager im Zukunftstruck an. Schon heute trennt der neue Actros im Fahrerhaus die Bereiche Fahren und Wohnen optisch voneinander. In Zukunft kommt innerhalb der Fahrerkabine ein ebenso komfortabler wie funktioneller Arbeitsplatzbereich für die Phase des autonomen Fahrens hinzu.

Darüber hinaus erlaubt die kommende Längenbegrenzung für Last- und Sattelzüge in der EU zusätzliche Maßnahmen zur aerodynamischen Optimierung. Davon profitiert der Aerodynamics Trailer. Und davon wird auch der Future Truck 2025 in seiner endgültigen, spektakulären Ausprägung profitieren. Seine Weltpremiere feiert er im September auf der IAA Nutzfahrzeuge.

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Durchblick: Radarsensoren und eine Kamera scannen den Weg

Entscheidend für die überragenden Fähigkeiten des Mercedes-Benz Future Truck 2025 als autonom fahrender Lkw ist seine technische Ausrüstung. Im unteren Bereich der Frontpartie scannt ein Radarsensor den Fern- und Nahbereich nach vorne. Der Frontradarsensor erfasst eine Reichweite von 250 m und deckt einen Öffnungswinkel von 18 Grad ab. Der Nahbereichssensor hat eine Reichweite von 70 m und bestreicht einen Winkel von 130 Grad. Der Radarsensor ist die Basis für die heute schon verfügbaren Sicherheitssysteme Abstandhalte-Assistent und Notbrems-Assistent.

Den Bereich vor dem Fahrzeug deckt außerdem eine Stereokamera oberhalb der Brüstung hinter der Windschutzscheibe ab. Heute ist an dieser Stelle bei der Option Spurhalte-Assistent eine Monokamera montiert. Die Reichweite der Stereokamera beläuft sich auf 100 m, sie bestreicht einen Bereich von horizontal 45 Grad und vertikal 27 Grad.

Die Stereokamera des Mercedes-Benz Future Truck 2025 identifiziert ein- und zweispurige Fahrbahnen, Fußgänger, bewegliche und unbewegliche Gegenstände, sämtliche Objekte innerhalb des über-wachten Raums sowie die Fahrbahnbeschaffenheit. Die Kamera er-kennt alles, was sich vom Hintergrund abhebt und kann somit auch den Freiraum präzise ermitteln. Die Front-Stereokamera nimmt außerdem die Informationen von Verkehrsschildern auf.

Neben der Objekt- und Freiraumerkennung dient die Stereokamera der Spurerkennung, die eine wesentliche Funktion für die autonome Spurführung darstellt.

Die Überwachung der Fahrbahn links und rechts des Lkw über-nehmen seitlich angebrachte Radarsensoren. Sie sind links und rechts vor der Hinterachse der Zugmaschine montiert. Die Reich-weite beträgt 60 m, die Sensoren decken einen Winkel von 170 Grad ab.

Multisensorfusion: Daten aller Sensoren werden verknüpft

Die Sensoren sind miteinander vernetzt (Multisensorfusion) und er-geben ein komplettes Bild der Umgebung. Erfasst werden sämtliche bewegten und stationären Objekte im Umfeld des Lkw. Durch die Fusionierung der Daten von Frontradarsensor, Seitenradarsensoren sowie der Frontkamera in einem Hochleistungs-Multikernprozessor des Zetralrechners ist der gesamte Bereich vor und neben dem Lkw „im Blick“. Zum Vergleich: Das menschliche Auge verfügt über ein Blickfeld von 150 Grad, seine Schärfezone beträgt jedoch nur einen Bruchteil davon.

Die Sensorik des Mercedes-Benz Future Truck 2025 stammt bereits aus der kommenden Generation dieser Technik. Die Sensoren arbeiten so präzise, dass sie den Straßenrand nicht nur anhand der

Markierungslinien erkennen, sondern zusätzlich anhand der Randbebauung (wie z. B. Leitplanken oder Vegetation) den Straßenverlauf identifizieren können.

Die Sensor- und Kameratechnik ist im gesamten Geschwindigkeitsbereich vom Stand bis zur gesetzlich erlaubten Höchstgeschwindigkeit für Lkw von 80 km/h wirksam. Sie hält den Lkw durch Lenkeingriffe vollautomatisch sicher in der Mitte seiner Fahrspur. Hinterlegt ist außerdem eine digitale dreidimensionale Karte, wie sie bereits jetzt für das Assistenzsystem Predictive Powertrain Control (PPC) verwendet wird. Der Lkw ist also über den Streckenverlauf und die Topografie jederzeit perfekt informiert.

Zusätzlich werden die digitale Karte und die Informationen aus der Multisensorfusion zur Eigenlokalisierung verwendet.

V2V – Kommunikation der Fahrzeuge untereinander

Perfekt ergänzt wird der „Highway Pilot“ durch Vernetzung V2V und V2I. Jedes damit in naher Zukunft ausgerüstete Fahrzeug gibt fortlaufend Informationen an seine Umgebung ab, die CAM (Corporate Awareness Message). Mit ihr teilt sich das Fahrzeug mit. Zum Inhalt gehören Fahrzeugposition und Fahrzeugtyp sowie Abmessungen, Fahrtrichtung und Geschwindigkeit, eventuelle Beschleunigungs-, Bremsmanöver und die gefahrenen Kurvenkrümmungen.

Die Häufigkeit der Informationsvermittlung ist abhängig von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und von der Intensität seiner Bewegungsänderungen. Sie pendelt zwischen einer Nachricht pro Sekunde bei ruhiger Fahrt bis zum zehnfachen Intervall bei deutlichen Änderungen.

Die Übermittlung erfolgt mit WLAN-Technologie über die europaweit einheitliche Frequenz G5 bei 5,9 Gigahertz. Basis ist die ITS Vehicle Station (Intelligent Transport Systems and Services) an Bord des Fahrzeugs. Die Kommunikation zwischen den Fahrzeugen ist ebenfalls standardisiert, dies sichern die Vereinbarungen eines Konsortiums aus Automobilherstellern, Zulieferern, öffentlichen Organisationen und Forschungseinrichtungen.

Vorausschauendes Fahren – schnelle Reaktionen

Die Reichweite der fortlaufend gesendeten Nachrichten beträgt etwa 500 m im Umkreis. Damit informieren sich die Fahrzeuge gegenseitig über ihre Bewegungen und können sofort darauf vorausschauend reagieren. Das betrifft zum Beispiel Reaktionen auf das Einfädeln von Fahrzeugen auf die Autobahn oder ein nah entferntes Stauende. Jede dieser Nachrichten ist zertifiziert, das verhindert Missbrauch. Der Versand funktioniert auf diese Entfernung auch bei ungünstiger Witterung.

Bei Bedarf werden die fortlaufenden Meldungen durch DEN-Bot-schaften (Decentralized Environmental Notification) überlagert. Sie weisen warnend auf besondere Ereignisse hin, etwa eine Notbremsung, das Einschalten der Warnblinkanlage oder der Nebelscheinwerfer.

V2I – Kommunikation zwischen Truck und Infrastruktur

V2I bedeutet, dass alle diese Nachrichten und Signale ebenfalls an externe Adressaten geschickt werden, etwa Verkehrsleitstationen. Sie können darauf flexibel reagieren, zum Beispiel mit Änderungen der zulässigen Höchstgeschwindigkeit oder Freigabe zusätzlicher Fahrspuren. Umgekehrt können auch Nachrichten zu den Fahr-zeugen gesendet werden, zum Beispiel über Tages- oder Wanderbaustellen.

Ist die nächste Feststation für V2I außerhalb der direkten Reich-weite, werden die Informationen in Form einer Nachrichtenkette über andere Fahrzeuge weitergegeben. Bei fehlendem WLAN-Netz übernehmen Mobilfunktechnologien wie UMTS und GPRS die Übermittlung.

Alle diese Daten informieren den Fahrer beziehungsweise seinen Fahrzeugrechner rechtzeitig über Geschehnisse außerhalb seiner Sichtweite. Damit wissen er und sein Fahrzeug zum Beispiel vorausschauend von Hindernissen, bevor eine Gefahrensituation eintreten kann.

Aktiv gegen den Stau: Straßenverkehr als selbstlernendes System

Der Mercedes-Benz Future Truck 2025 ist auf seiner Route also nicht als Solitär unterwegs, er kommuniziert automatisch ständig und unmerklich für seinen Fahrer mit seiner Umgebung. Ebenso wie er Informationen über seine eigenen Bewegungen und den Fahrtverlauf an andere Fahrzeuge übermittelt, nimmt er die Signale der Bewegungen sowohl anderer Lkw als auch von weiteren Fahrzeugen auf. Daraus ergibt sich eine Echtzeitkommunikation zwischen den vernetzten Fahrzeugen, wie sie auch der präziseste Verkehrsfunk niemals leisten kann.

Auf diese Weise werden Informationen über zähflüssigen und verlangsamten Verkehr ebenso vorausschauend untereinander weiter-gegeben wie Daten zu Staus sowie zu deren Länge und Dauer oder zu Baustellen – die Daten stehen jedem Verkehrsteilnehmer zur Verfügung. Da die vernetzten Fahrzeuge darauf automatisch reagieren, ist ein homogener Verkehrsfluss und eine perfekte Ausnutzung der begrenzten Infrastruktur Straße gewährleistet und zwar besser, als sie selbst aufwändige Verkehrsbeeinflussungssysteme zurzeit leisten können. Ebenso gibt es bei größeren Hindernissen frühzeitig  

Informationen über automatisch eingeleitete Routenänderungen zum gewünschten Ziel oder Umleitungsempfehlungen. Zusammen mit dem autonomen Fahren entwickelt sich der Straßenverkehr zu einem selbstlernenden System.

So wird die durchschnittliche Transportgeschwindigkeit allein durch einen besseren Verkehrsfluss und ohne eine Anhebung der Höchstgeschwindigkeit erhöht, gleichzeitig spart der homogene Verkehr Kraftstoff. Ein Vorteil für alle Beteiligten der Transportwirtschaft: die Unternehmen des Straßengüterverkehrs und ihre Fahrer, die Verlader und Sendungsempfänger.

Linktipps

Mercedes-Benz Future Truck 2025

(2) Mercedes-Benz Future Truck 2025

(3) Mercedes-Benz Future Truck 2025

(4) Logistik - Vom Fahrer zum Transportmanager

2007 - Future Transportation

Fotos © 2014 Redaktionsbüro Kebschull, Daimler Pressefotos

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