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Autonomes Fahren, selbstfahrende Kraftfahrzeuge und Fahrassistenzsysteme. Auswirkungen auf die Geschäftsmodelle und Geschäftsfelder

Seminararbeit 2015 23 Seiten

Ingenieurwissenschaften - Fahrzeugtechnik

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Tabellenverzeichnis

1. Einleitung

2. Definition und Automationsgrade

3. Aktuelle Technik
3.1 Sensoren
3.2 Fahrassistenzsysteme
3.3 Projekte zum autonomen Fahren

4. Auswirkung auf Geschäftsfelder

5. Fazit

Quellenverzeichnis

Internetquellen:

Literatur:

Abkürzungsverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Einteilung der durch die Umfeldsensorik zu erfassenden Bereiche

Abbildung 2: Einordnung der FAS Systeme

Tabellenverzeichnis

Tabelle 1: Teil 1 der Automationsgrade

Tabelle 2: Teil 2 der Automationsgrade

Tabelle 3: Bereichsdefinitionen mit Anwendungsbeispielen

1. Einleitung

Das autonome Fahren ist kein Thema, welchem sich erst seit den letzen zehn Jahren gewidmet wird. Bereits 1977 ist es einem japanischen Ingenieurbüro gelungen, ein autonomes Fahrzeug zu bauen. Es konnte einer weißen Straßenmarkierung folgen und erreichte ca. 30 km/h. Im Vergleich zu heutigen autonomen Fahrzeugen ist das keine Konkurrenz, doch es zeigt, wie lange die Idee des autonomen Fahrens bereits verfolgt wird. Der erste große Schritt wurde 1987 von der damaligen Europäischen Gemeinschaft mit der Gründung des „EUREKA Prometheus“ - Projekts getätigt. Dem Projekt „PROgraMme for a European Traffic of Highest Efficiency and Unprecedented Safety“ gelang es 1994 bereits, 1.000 Kilometer auf einer mehrspurigen Autobahn im normalen Verkehr bis nach Paris zu fahren. Es wurde eine Geschwindigkeit von bis zu 130 km/h erreicht. Dieses Projekt zeigte, dass das autonome Fahren keine weit entfernte Vorstellung mehr war.[1]

Diese Arbeit befasst sich mit dem autonomen Fahren von Kraftfahrzeugen. Es wird aufgrund der Kürze der Arbeit auf Alternativen, wie z. B. den Schienenverkehr, verzichtet. Zielsetzung ist es, einen Überblick über den aktuellen Stand des autonomen Fahrens zu geben sowie aufzuzeigen, welche Auswirkungen diese innovative Technik auf Geschäftsmodelle- bzw. –felder haben kann.

Um der Zielsetzung gerecht zu werden, wird als Erstes der Begriff der Autonomie genauer erläutert sowie die Automationsgrade definiert. Im Abschnitt der aktuellen Technik wird ein Überblick über die aktuelle Sensorik und deren Aufgabenbereich gegeben. Es folgt eine Einordnung von aktuellen Fahrassistenzsystemen sowie Beispielprojekten zum autonomen Fahren. Die möglichen Auswirkungen werden anhand von ausgewählten Geschäftsfeldern dargestellt. Den Abschluss der Arbeit bildet eine Zusammenfassung der verschiedenen Themen.

2. Definition und Automationsgrade

Autonomie - dieser Begriff wurde bereits lange Zeit vor dem autonomen Fahren definiert. Viele Philosophen haben im Laufe der Geschichte die Definition der Autonomie geprägt. Von Herodot[2] 490/480 v. Chr., welcher die Selbständigkeit von Staaten betrachtetet über Sophokles[3] 497/496 v. Chr., welcher die innere Einstellung und das Handeln betrachtete bis zu Immanuel Kant[4] im Jahre 1724, welcher die Autonomie im Hinblick auf die Ethik prägte.

Die Autonomie in Verbindung mit dem heutigen Anwendungsfeld des autonomen Fahrens wird definiert durch das zielgerichtete, selbständige Fahren eines Fahrzeuges im realen Verkehr ohne Einfluss durch einen Fahrer.

Doch es gibt (umgangssprachlich) verschiedene Abstufungen des Automationsgrades. Es wird zwischen fünf verschiedenen Stufen unterschieden. Die verschiedenen Stufen mit ihren Definitionen sind in der folgenden Tabelle aufgeführt:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten[5]

Tabelle 2: Teil 2 der Automationsgrade[6]

Damit die Technik immer weiter in den fünf Stufen voranschreiten kann, werden neue Techniken benötigt, um die heutigen Systeme zu verbessern und neue Systeme zu erschaffen. Im nächsten Abschnitt setzt sich der Autor mit der aktuellen Technik auseinander.

3. Aktuelle Technik

Im Bereich des autonomen Fahrens kommen viele verschiedene technische Ansätze zusammen. Von Sensoren, die die Informationserfassung ausmachen über die Verarbeitung der Informationen zur Kommunikation der Software im Fahrzeug oder auch mit anderen Fahrzeugen. Da der Umfang dieser Studienarbeit sehr begrenzt ist, wird sich der folgende Abschnitt mit den Sensoren befassen, welche für die Informationserfassung nötig sind sowie einen Überblick über aktuelle Fahrassistenzsysteme geben, diese kategorisieren und auf aktuelle Projekte im Bereich des autonomen Fahrens eingehen.

3.1 Sensoren

Um das autonome Fahren zu ermöglichen, müssen die Sinne des Menschen durch Sensoren ersetzt werden. Die Vielzahl der verschiedenen Sensoren, die hierfür nötig sind, zeigen, wie komplex das menschliche Sehvermögen ist. Hierbei unterscheidet sich der Bereich, den die Sensoren überwachen müssen in Fern- und Nachbereich. Jeder dieser Bereiche wird durch andere Sensoren überwacht. In der folgenden Abbildung lässt sich erkennen, in wie viele Bereiche das Sichtfeld eingeteilt wird:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1: Einteilung der durch die Umfeldsensorik zu erfassenden Bereiche[7]

Wie in der Abbildung zu sehen ist, teilt Reif das Umfeld in sechs verschiedene Bereiche ein. Für jeden der aufgeführten Bereiche gibt es wiederum ideale Sensoren und mögliche Anwendungen, die in diesem Bereich aktiv sein können. Im Folgenden wird eine kurze Übersicht über die wichtigsten Sensoren gegeben und im Anschluss daran werden die Sensoren den sechs Bereichen zugeordnet.

Radar - Sensor

Die Radar-Sensoren werden benutzt, um die Ortung von entfernten Objekten zu bestimmen. Sie dienen zur Geschwindigkeitsbestimmung, Entfernungsmessung oder auch zur allgemeinen Erkennung. Der Radar-Sensor „Radio Detection and Ranging“ beschreibt das Erkennen und Messen durch Funkwellen.[8]

Es werden verschiedene Frequenzen verwendet. Hierbei handelt es sich um LRR „Long-Range-Radar“ oder auch um SRR „Short-Range-Radar“. Je nachdem für welchen der sechs Bereiche der Sensor benötigt wird, wird auf LRR oder SRR zurückgegriffen.

LIDAR – Sensor

Die LIDAR „Light Detection and Ranging“ Technik ähnelt der des Radars. Es werden modulierte Infrarotstrahlen versendet, welche von Objekten reflektiert werden. Die Reflektion wird von Fotodioden empfangen, wodurchsich die Reichweiten ermitteln lassen.

Im Vergleich zum Radar ist die Reichweite jedoch geringer und Umwelteinflüsse beeinträchtigen die Messergebnisse erheblich. Dieser Nachteil kann allerdings auch anderweitig genutzt werden. Hierdurch ergibt sich ein Sensor, welcher erkennt, ob durch Nebel oder Gischt die Sicht beeinträchtigt ist. Auch die Produktion ist erheblich günstiger als die von Radarsensoren.[9]

[...]


[1] Autonomes-Fahren (19.07.2012)

[2] vgl. Ernst, F (1987), S. 33

[3] vgl. Sang-Hun, Nam (2000), S. 6

[4] vgl. Sang-Hun, Nam (2000), S. 31

[5] vgl. Bast (2012)

[6] vgl. Bast (2012)

[7] Reif (2010), S. 130

[8] vgl. Reif (2010)

[9] vgl. Winner, H., Hakuli, S., Wolf, G. (2012)

Details

Seiten
23
Jahr
2015
ISBN (eBook)
9783668118119
ISBN (Buch)
9783668118126
Dateigröße
649 KB
Sprache
Deutsch
Katalognummer
v312621
Institution / Hochschule
Fachhochschule der Wirtschaft Paderborn
Note
1,7
Schlagworte
Autonomes fahren Autonom selbstfahrende Autos Automationsgrade Autonomes fahren Geschäftsfelder Autonomes fahren Sensoren

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Titel: Autonomes Fahren, selbstfahrende Kraftfahrzeuge und Fahrassistenzsysteme. Auswirkungen auf die Geschäftsmodelle und Geschäftsfelder