Sehen, hören, fühlen – diese menschlichen Sinne spielen beim Autofahren die wichtigste Rolle. Das meiste auf der Straße sehen wir: wenn der Vordermann bremst, wo der Weg um die Kurve führt oder ob die Ampel Rot zeigt. Übernimmt künftig der Computer das Steuer, muss er alle Entscheidungen, die die versierte Autofahrerin automatisch trifft, in Millisekunden berechnen. Sensoren ersetzen dabei die menschlichen Sinne, aber erst durch das Zusammenspiel mit weiteren Daten von außen und einer intelligenten Software kann sich das Roboterauto künftig zuverlässig orientieren.

Für die Navigation sind Satelliten schon lange im Einsatz, sie liefern vor allem per GPS den Autos die eigene Position. Die Satelliten des Globalen Navigationssatellitensystems (GNSS) fliegen in einer Entfernung von 25.000 Kilometern und mit einer Geschwindigkeit von 4.000 Metern pro Sekunde in ihren Bahnen um die Erde. Die Daten, die die Satelliten liefern, sind allerdings ungenau, worauf etwa der Zulieferer Bosch hinweist: Ihre Signale werden auf dem Weg ins Auto zum Beispiel durch die Ionosphäre oder Wolkenschichten in der Troposphäre verfälscht.

Für autonom fahrende Fahrzeuge genügt es aber nicht, den eigenen Standort auf wenige Meter genau zu kennen. Sie müssen zentimetergenau wissen, wo sie sich befinden. Die satellitengestützte Positionsbestimmung reicht dafür nicht. Darum arbeiten Autohersteller, Zulieferunternehmen und andere Technikfirmen an verschiedenen Lösungen, die meist eines gemein haben: die Verknüpfung von vielen Daten zu einer gigantischen virtuellen und sich ständig aktualisierenden Karte.

Satellitendaten, ergänzt um gesammelte Daten auf der Straße

Beim Autohersteller Toyota beispielsweise verarbeitet die Softwaretochter Triad mithilfe künstlicher Intelligenz vorhandenes Satellitenmaterial zu hochgenauen Karten, die durch gesammelte Daten von Spezialfahrzeugen, wie sie auch Google für seine Kartendienste nutzt, ergänzt werden. Um die autonome Navigation weiterzuentwickeln, will Triad am Computer künftig für jede Straße Millionen von Verkehrsszenarien – sich ändernde Witterungsverhältnisse oder absurdes Verkehrsverhalten – durchspielen, ebenfalls mithilfe künstlicher Intelligenz. Außerdem können bald normale Autos auf der Straße die Werte ihrer Sensoren in die Cloud liefern und so genaue Angaben zu der aktuellen Lage auf den Straßen machen.

Auf eine ganzheitliche Lösung setzt auch Bosch. Der Zulieferer will dem Roboterauto mit einem Bewegungs- und Positionssensor einen neuen Orientierungssinn mitgeben. Auch hier werden die Satellitensignale ergänzt. Zum einen durch Korrekturdaten verschiedener Anbieter, die mithilfe eines Netzwerks von exakt vermessenen Referenzstationen auf der Erde die Ungenauigkeiten der GNSS-Positionsinformationen berichtigen können. Zum anderen nutzt Bosch Informationen von Raddrehzahlsensoren und Lenkwinkelsensoren: Durch diese erkennt der neue Auto-Orientierungssinn, wohin der Wagen wie schnell fährt.

Die Verarbeitung all dieser Informationen mit intelligenter Software ermöglicht laut Bosch eine exakte Positionsbestimmung. Auf diese könne sich ein automatisiertes Fahrzeug im Umfeld von einigen Metern tatsächlich verlassen und auf deren Basis Entscheidungen über sein Fahrmanöver treffen.