什么是自主驾驶？
“自主驾驶”这个术语涉及在没有驾驶员或操作人员远程控制的情况下独立移动的车辆。这也包括独立移动的运输系统和机器人。这意味着这些车辆配备了使车辆能够独立移动的传感器、执行器和控制系统。与电气化、连通性和汽车共享服务一样，自主驾驶也是汽车工业的大趋势之一。
为什么要自主驾驶？
推出自主驾驶汽车的原因是多方面的。首要任务是提高交通安全，特别是因为交通密度的增加，人口的老龄化需要实现适合不同年龄群体的移动出行（为了将不同年龄群体的事故风险降低到最小，根据柏林技术基金会的出版物）。此外，自动驾驶车辆还可以提高驾驶效率，从而减少二氧化碳的排放。最后，自主驾驶在物流自动化中具有重要意义，例如在生产厂内部的自行驾驶的物流车辆或者“编队”（Platooning）中（另见下文）。
为实现自动驾驶设置了哪些级别？
为了清楚地区分不同的级别，我们采用了以下定义：
- 0级：驾驶员100％主动驾驶（转向、加速、制动等），没有自动化。
- 1级：车辆提供定速巡航、ABS和ESP等支持性系统可以自动介入的辅助模式。
- 2级：车辆提供不需要驾驶员干预的情况下执行部分任务的辅助模式。其中包括例如停车辅助系统、车道保持辅助系统和堵车辅助系统。
- 3级：车辆提供自动化模式，在此模式下，驾驶员不需要一直控制车辆，但需要在一定的警告时间后接管车辆的控制。车辆能够自行执行所需的功能（变道、闪烁、制动）。
- 4级：车辆提供高度自动化模式，在这种模式下，车辆可以持续驾驶。如果系统不再能够处理任务，则可以将驾驶归回给驾驶员。
- 5级：车辆提供全自动模式。不指定驾驶员。
自主驾驶的历史始于何时？
早在“自主驾驶”这个术语被提及之前，汽车行业就已经开始探索相关的技术。早在20世纪50年代末，克莱斯勒就开发出了应用“Cruise Control”，无论实际交通流量如何，它都能保持恒定的车速。这是20世纪60年代在测试现场进一步开发自主驾驶车辆的开始信号，目的是为轮胎测试提供可重复的条件。20世纪90年代的新发展，例如雷达或激光雷达，为使道路交通中的自动驾驶成为可能做出了重大贡献。
自主驾驶有哪些特殊形式？
商用车制造商将自主驾驶系统纳入“编队（Platooning）”的概念下。几辆卡车此时通过所谓的“电子拉杆”连接起来。这是通过控制第一辆卡车来实现的，该卡车由一名驾驶员或半自主方式控制。其他卡车以规定的距离同步地跟随第一辆车。
自主驾驶车辆需要什么？
为了实现车辆的自主驾驶，必须将大量传感器（雷达、激光雷达、摄像头、超声波）与功能强大的控制单元连接起来。它们对环境进行分析，以便感知所有物体、车辆和人员等。识别或测量它们的方向、速度、大小、距离等此时非常重要。此外，传感器还必须捕捉交通标志、交通信号灯等，以便能够处理并遵守当前的交通规范。为了在控制单元中形成完整的情况图，需要全面捕获这些传感器的所有数据。
然后使用复杂的算法对这样获得的数据进行处理，从而形成整体图像。从这种处理中做出决策，这些决策需要使控制器能够访问所有必需的执行器（制动、转向、加速）以及所有辅助系统，以便在危急的驾驶情况下也能安全地移动车辆。为了从车辆外部（例如管理系统、云或其他车辆）获取额外的关键信息，自主驾驶汽车配备了所谓的Car-to-X技术。在此过程中，诸如道路状况、事故警告、行人在交通灯处等信息将被传输到车辆中，以便能够对危险提早做出反应。如果出现系统故障，则车辆中的冗余装置可使车辆在紧急运行模式下安全停止。
举个例子：
2022年，梅赛德斯成为全球第一家获准在德国销售3级自主驾驶车辆的汽车制造商，这些车辆最高时速为60公里。为此目的，使用了12个超声波传感器、4个摄像机、1个立体摄像机、6个雷达传感器、1个激光雷达传感器和一个高灵敏度GPS天线。捕捉的传感器数据在具有巨大计算能力的控制单元（相当于约15台笔记本电脑的计算能力）中进行处理
自主驾驶对车辆设计有何影响？
要实现车辆的4级自主运行，汽车只需要驾驶员间歇和按需关注。5级自主驾驶车辆不再需要驾驶员，而只需要乘客。目前可用的研究表明，这将对车辆设计和内饰产生重大影响。
例如，在4级车辆中，方向盘可以折叠到仪表板中。5级车辆（“真正的”自主驾驶车辆）将完全没有方向盘。内饰经过各种制造商的精心规划，可以找到例如U型沙发或适用于长途旅行的车内床铺。在某些概念车中，驾驶员座椅可以转换成移动工作场所，或者所有乘客都可以面对面坐着。
自主驾驶的法律确定性如何？
迈向法律确定性的重要一步是对1968年在欧盟范围内得到认可的《维也纳道路交通公约》的修正案，该公约规定了道路上行驶的每辆车都必须有驾驶员的基本思想。该协议于2016年进行了修订，首次允许对车辆驾驶产生影响的车辆系统（支持驾驶员的系统、驾驶员辅助系统或自动驾驶功能）。
由于复杂的法律框架，很难在全球范围内获得完全批准。这方面的一个例子是，如果没有驾驶员，发生事故时谁负责。目前，自主驾驶汽车的车主和制造商都不能为此承担责任。
一个核心的伦理问题正在被激烈地讨论。当出现以下情况时，自主驾驶汽车（由算法控制）该如何决定：一名行人走在车道上，一群行人走在对面车道的边上，一辆车迎面驶来。这辆车是避让驶入迎面而来的车流，还是为了避免与这群行人相撞而接受该名行人相撞？
自主驾驶目前的发展现状如何？
越来越多的知名汽车制造商正在推出配备最高3级辅助系统的中高档车型。4级和5级车辆的工作正在紧张进行。不同的主机厂已经展示了相应的原型——其中一些已经推出好多年。
以下是一些知名主机厂的示例：
- 特斯拉推出了“Autopilot”系统。所谓的“FSD”（Full Self Driving）为2级自主运行，车辆可以通过导航系统独立前往目的地。
- 梅赛德斯在2021年Mobility Show（移动出行展）上推出了一款搭载创新内饰设计且可自主驾驶的原型车。如前所述，自2022年以来，S级轿车的自动驾驶速度最高可达60公里/小时。
- 大众开发了一款自主驾驶赛车（ID Pikes Peak），并打算通过“Sedric”概念研究征服自主驾驶紧凑型汽车市场。
- 沃尔沃正在哥德堡环城公路上用100辆自动化XC90车辆进行测试……
- 2021年，通用汽车及其子公司“Cruise”驾驶一辆5级车辆在没有安全驾驶员的情况下穿过旧金山。
人工智能扮演什么角色？
目前使用的系统已经表明，如果环境条件对车辆有利，就能满足很大一部分要求。当遇到困难的情况（例如降雪、缺少道路标记，交通状况不明）时，现有的系统无法足够安全地处理这些情况。将来将使用人工智能（AI）来实现这一点。一些制造商将AI与神经网络结合使用，并利用“深度学习”算法分析从试验车辆收集到的数据。这项措施提高了安全性，有助于正确做出困难的决策（例如区分人和物体）。
自主驾驶市场将如何发展？
如果知名公司的预测是可信的（Statista 2020-02-06），到2030年自主驾驶汽车的份额将达到10％。（据贝恩称）到2040年，自主驾驶汽车的市场份额预计将上升到40％。因此，我们可以预计这项技术将在约10年内进入大众市场。
Helmut Pritz
Helmut Pritz是MD Elektronik公司光学数据传输部门的产品经理。凭借其20多年的行业经验，他具备推动这项开创性技术的大量专业知识。他的使命是与客户、初创企业、控制单元制造商和供应商合作，为汽车行业开发创新的解决方案。 在担任项目经理（负责插接部件及其自动化设备的开发）之后，他成立了一个开发部门，担任射频技术开发经理，主要负责高频技术。 与迈恩德的客户、供应商和全球团队的广泛联系是他在这个职位上特别重视的一项工作。