Fahrerloser VW Touareg
Der Pentium M tritt aufs Gas
Grand Challenge 2005
Fahrerloser VW Touareg
Noch ist es ein weiter Weg: Ein »Stanley« getaufter VW Touareg hat vor kurzem autonom also ohne menschlichen Fahrer hinterm Steuer lediglich ein paar Hütchen auf einem Geländeparcours umkurvt. Am 8. Oktober wird das nicht reichen, denn dann müssen 282 Kilometer in der Wüste absolviert werden. Die »Grand Challenge 2005« führt durch die unwegsame Südwest-Wüste der Vereinigten Staaten. Die teilnehmenden Fahrzeuge haben maximal zehn Stunden Zeit, die bis zum Start unbekannte Strecke zurückzulegen. Jeglicher Eingriff von außen ist unzulässig.
Neben Autobauer und Sponsor Volkswagen sind Intel mit seinen Pentium-M-Chips (Dothan-Kern) samt 855GM-Plattform, die Wagniskapitalfirma MDV sowie die Technikfirmen Honeywell, Coverity und Tyzx am Projekt »fahrerloser Touareg« beteiligt (www.stanfordracing.org). Tyzx hat sich beispielsweise auf Bilderkennungssoftware spezialisiert, die besonders bei Systemen mit künstlicher Intelligenz wichtig ist.
Im Kofferraum des Touareg ist das Rechnersystem untergebracht. Es besteht aus sieben zusammengeschalteten Pentium-M-Mainboards. Eine spezielle Linux-Software registriert die Lenk-, Beschleunigungs- und Verzögerungsbefehle, mit denen der Geländewagen über Drive-by-wire elektronisch gesteuert wird und auf Kurven oder Hindernisse in Echtzeit reagieren kann.
Mobile CPUs fürs mobile Rechnen
Fahrerloser VW Touareg
Dass in dem Fahrzeug keine energiehungrigen P4-Prozessoren zum Einsatz kommen, versteht sich von selbst. Denn die Verlustleistung dieser sieben Systeme käme schnell auf mehr als 1200 Watt. Damit wären spezielle Maßnahmen an der Lichtmaschine und anderen Komponenten notwendig.
Intel steuert daher seine bewährten Notebook-Prozessoren mit 1,6 GHz Taktfrequenz und 2 MByte großem L2-Cache für die 855GM-Plattform bei. Somit liegt die Leistungsaufnahme aller sieben Systeme zusammen bei knapp 280 Watt. Vernetzt sind die einzelnen Rechner per Gigabit-Netzwerk.
Der fahrbare Untersatz für die Technik ist bis auf einen Unterbodenschutz identisch mit einem Serien-Touareg. Der von den Volkswagen-Ingenieuren präparierte Prototyp wurde dann in ein fahrendes Hightech-System verwandelt: Etliche Sensoren sowie ein Verbund von vier Laser-Detektoren ermitteln die Daten, mit denen das fahrerlose Automobil sicher und zügig seinen Weg findet. Ergänzt werden die Systeme durch Stereo-Sichtgeräte, hoch entwickelte 24-GHz-Radaranlagen und ein exakt analysierendes, satellitengestütztes GPS-Navigationssystem, das die exakte Position des Fahrzeugs auf den Millimeter genau digital abbildet.
Forschung: Fahren ohne Fahrer
Fahrerloser VW Touareg
Derzeit existieren zwei Touaregs mit dieser komplexen Ausstattung. Entstanden ist das Projekt in Kooperation zwischen der VW-Forschung, dem Electronics Research Laboratory (ERL) im kalifornischen Palo Alto und der Stanford University. Grundsätzlich bildet das autonome Fahren einen der Forschungsschwerpunkte des ERL.
Die Umsetzung stellt dabei eine immense wissenschaftliche und technische Herausforderung dar. »Mit diesem Gemeinschaftsprojekt nutzen wir die einmalige Gelegenheit, mit einer der renommiertesten Universitäten zusammenzuarbeiten und das derzeit technisch Machbare unter Beweis zu stellen«, betont Dr. Carlo Rummel, Leiter des ERL in Palo Alto.
Und was hat der Alltags-Autointeressant davon? Viele Aspekte des autonomen Automobils werden sukzessive in weiteren, eher konventionellen Fahrer-Assistenzsystemen wiederzufinden sein.
Zwei Millionen Dollar Preisgeld
Fahrerloser VW Touareg
Im vergangenen Jahr fand das von der Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) ausgeschriebene und mit einem Preisgeld von damals einer und heute zwei Millionen US-Dollar dotierte Grand-Challenge-Rennen zum ersten Mal statt. Für diesen Wettbewerb wurde »Stanley« eigens konzipiert. Neben VW ist auch die Stanford School of Engineering aktiv beteiligt. Dort hat Professor Sebastian Thrun, ein international anerkannter Experte für künstliche Intelligenz, ein kompetentes, neun verschiedene Zeitzonen übergreifendes Forschungs- und Entwicklungsteam zusammengestellt.
»Dies ist das erste Langstreckenrennen in der Geschichte des Automobils, bei dem die Fahrzeuge selbst alle Entscheidungen für ihr Fortkommen treffen müssen«, sagt Professor Thrun als Leiter des »Stanford Racing Teams«. »Der Wagen braucht nicht nur einen starken Körper, sondern auch ein besonders intelligenten Kopf«, so Thrun anlässlich des aktuellen Rennens weiter.
Umfelderkennung per Radar, Kamera, GPS
Fahrerloser VW Touareg
Derivate der für den fahrerlosen Touareg verwendeten Systeme werden künftig dazu beitragen, Komfort und Sicherheit in normalen Autos zu verbessern. Matthias Rabe, Leiter Konzernforschung der Volkswagen AG: »Dazu muss die Technik zunächst so gut werden wie der aufmerksame Fahrer selbst. In einem weiteren Schritt müssen die Systeme sogar besser werden als der Fahrer. Indem sie beispielsweise vorausschauend um die nächsten Kurven sehen und die richtigen Schlüsse daraus ziehen.«
Bereits heute machen Fahrerassistenz-Systeme den Individualverkehr sicherer. Erfolgreiches Beispiel: das ESP. Jahr für Jahr rettet dieses Anti-Schleuder-System Leben. Oder die automatische Abstandsregelung ADR. Sie wurde bei Volkswagen erstmals im Phaeton vorgestellt und reduziert nun auch im neuen Passat die Wahrscheinlichkeit eines Auffahrunfalls. Im Grand-Challenge-Touareg fließen die Techniken zur Umfelderkennung und Analyse zusammen. Im Verbund können diese Fahrerassistenzsysteme autonom die Strecke sowie Hindernisse erkennen und ein Fahrzeug lenken.
Kleine Handicaps
Fahrerloser VW Touareg
Bis dies allerdings auch abseits der Wüstenpiste klappt, werden sicherlich noch etliche dieser Rennen stattfinden müssen. Bei der ersten Grand Challenge 2004 kamen selbst im Vorfeld hoch gelobte Hightech-Monster wie der knallrote Hummer mit seinen Xeon-Servern an Bord lediglich einige Kilometer weit. Vom Wind verwehte Strohballen verwirrten die Sensoren und sorgten für den Ausritt in den Graben. Bleibt zu hoffen, dass die Notebooks auf Rädern in diesem Jahr weniger Schrott durch solche Ausfälle produzieren.