So intuitiv und leicht wir Menschen selbst komplexe Verkehrssituationen in einer Innenstadt als Autofahrer meistern, so anspruchsvoll ist diese Aufgabe für eine Maschine. Das Auto von morgen muss sich genau dieses Wissen aneignen, um seine Passagiere hochautomatisiert oder gar autonom durch das Verkehrsgewühl zu transportieren. Mit seinen innovativen Lösungen treibt der Technologiekonzern ZF den Wandel in der Mobilität voran. Auf der diesjährigen Consumer Electronics Show (CES) in Las Vegas präsentierte ZF einen Versuchsträger, der schon heute gemäß Stufe 3 des fünfstufigen Automatisierungsschemas des Verbandes der Automobilindustrie hochautomatisiert fahren kann. Das Testfahrzeug ist ein Projekt der ZF-Vorentwicklung.

Herz des Versuchsträgers ist die Steuerbox „ZF ProAI“. ZF hat diesen mobilen Supercomputer in den vergangenen Monaten gemeinsam mit Entwicklungspartner Nvidia nahezu serienreif gemacht. Dessen Besonderheit nennt der Projektleiter des Versuchsfahrzeugs, Arnold Schlegel: „Für komplexe Verkehrssituationen, wie sie in Städten alltäglich sind, brauchen wir die starke Rechenleistung der ZF ProAI. Sie ist die Voraussetzung, um die riesigen Datenmengen in Echtzeit zu verarbeiten, die Sensoren wie Radar, Lidar oder Kameras erfassen.“ Zu diesen vom Fahrzeug selbst erfassten Daten kommen noch die Kartendaten und Positionsbestimmungen eines GPS.

„Unsere Algorithmen machen aus der Fülle an Daten der Sensoren ein tatsächliches Bild des Straßenverkehrs. Das ist die Grundlage für die autonomen Funktionen unseres Versuchsfahrzeugs.“ Arnold Schlegel, Projektleiter des Entwicklungsfahrzeugs

Die besondere Leistung von ZF bei der ZF ProAI liegt jedoch nicht allein in der Anpassung der Hardware fürs Auto, sondern auch in der Software. Schlegel und sein Team haben eine vielseitige Entwicklungsarchitektur aufgebaut. Mit ihr lassen sich Deep-Learning-Algorithmen und künstliche Intelligenz besonders effizient für die Entwicklung autonomer Fahrfunktionen einsetzen und mit der Sensor-Hardware verknüpfen – und das genau passend für den jeweils gewünschten Anwendungsfall.

Sicher unterwegs im Stadtverkehr

Um das System unter realistische Bedingungen einzusetzen, hat das Entwicklerteam von ZF sich auf ein urbanes Umfeld konzentriert: auf Straßeneinmündungen, Radwege, Bushaltestellen, Kreisverkehre, Ampeln, Zebrastreifen – und natürlich auf Verkehrsteilnehmer wie Fußgänger, Radfahrer, Motorradfahrer und Autofahrer. Auf einem breiten, schnurgeraden US-Highway automatisiert zu fahren, ist technisch wenig anspruchsvoll. Im hektischen Stadtverkehr trennt sich jedoch schnell die Spreu vom Weizen. Schließlich liefern im komplexen Umfeld einer Stadt die Fahrzeugsensoren eine Flut von Signalen an den zentralen Rechner, die dessen Software rasch und richtig interpretieren muss. „Unsere Algorithmen machen aus dieser Vielzahl von Daten ein tatsächliches Bild des Straßenverkehrs. Das ist die Grundlage für die Entscheidungen, die dem Handeln jedes autonomen Fahrzeugs vorausgeht“, sagt Oliver Briemle. Er leitet in der ZF-Vorentwicklung die Bereiche Fahrfunktionsentwicklung und Zentrale Steuergeräte.

Die Datenflut beherrschen

Warum braucht die Steuerbox eines hochautomatisierten Fahrzeugs überhaupt eine hohe Rechenleistung? Ganz einfach, bereits eine einzige Kamera erzeugt pro Sekunde ein Gigabit an digitalen Daten. Ein handelsüblicher PC-Prozessor wäre hoffnungslos überfordert mit der Echtzeit-Verarbeitung all der Sensordaten, die für eine 360-Grad-Rundumsicht bereits eines Stufe-3-Fahrzeugs notwendig sind. Kein Problem für die ZF ProAI. Mit ihrem Xavier-Chip und dessen 8-Kern-CPU-Architektur sowie sieben Milliarden Transistoren hat sie eindrucksvolle Leistungsdaten. Der Chip schafft bis zu 30 Billionen Rechenoperationen pro Sekunde (so genannte TOPS – Trillion Operations per Second) bei einem Stromverbrauch von etwa 40 Watt – je nach Kundenanforderung.

Eingesetzt werden soll die Rechnerleistung und die künstliche Intelligenz von ZF, um hochautomatisierte Fahrfunktionen ins Serienfahrzeug zu bringen. Davon profitieren nicht nur Fahrer, die erheblich entlastet werden, sondern alle Verkehrsteilnehmer. Schließlich bringen umfassende Assistenzsysteme eine höhere Sicherheit im Straßenverkehr mit sich.

Weitere Informationen bei zf.com