HERE-ADAS-Map. Foto: HERE Technologies

Gastbeitrag: ADAS-Karte – Der siebte Sinn für Assistenzsysteme

Fahrerassistenzsysteme (ADAS) sind der Grund, warum es Fahrzeugsensoren gibt. Einparkhilfen nutzen Kameras und Radar, Abstandstempomaten sind auf Radar angewiesen, Intelligent-Speed-Assistance-Systeme (ISA) brauchen Kameras, um Schilder mit Tempolimits zu erfassen. Auch Spurhalteassistenten greifen auf Sensoren zu. Sensoren sind für das autonome Fahren und automatisierte Fahrfunktionen essenziell, schließlich erfasst das Fahrzeug mit ihnen seine unmittelbare Umgebung. Jedoch haben Sensoren ein begrenztes Sichtfeld und können nicht über ihren eigenen Horizont schauen. Daher braucht das Fahrzeug eine weitere Technologie, welche die Bedingungen jenseits des Sensorhorizonts abbilden kann: eine digitale Karte. Sie ist der siebte Sinn im Fahrzeug.

ISA-Systeme brauchen Karten: Ein Anwendungsbeispiel ist der Geschwindigkeitsassistenz ISA, der in Neufahrzeugen in der EU vorgeschrieben ist. Dieser nutzt Kameras, um Schilder zu identifizieren, die Tempolimits festlegen. Schwieriger wird es, wenn das Schild überwuchert, oder im Winter mit Schnee bedeckt ist. Auch implizite Tempolimits, wie Ortsschilder, werden von der Kamera nicht als solche erkannt.

Deshalb sind ISA-Systeme mit digitalen Karten ausgestattet. In ihnen sind Position und Inhalt von Schildern verzeichnet. Das sind nicht nur die runden Schilder, auf denen ein Tempolimit ausgewiesen ist, sondern auch Ortsschilder, oder Spielstraßen. Die Position der Schilder ist ebenfalls wichtig, gerade in Autobahnkreuzen, oder Abfahrten, auf denen für die Spur, die von der Autobahn abgeht, eine andere Geschwindigkeit gilt als für die Hauptfahrbahn. Nur wenn die Position der Schilder im Verhältnis zum Fahrbahnverlauf korrekt verzeichnet ist, lassen sich widersprüchliche Informationen zur Höchstgeschwindigkeit vermeiden.

„Ground Truth” für autonome Fahrfunktionen: Immer häufiger sind teilautonome Funktionen im Einsatz, bei denen das Fahrzeug eigenständig beschleunigt oder abbremst. Die Entscheidung, ob das Fahrzeug ein Manöver ausführt, ist von Sensorinformationen abhängig. Sensoren können jedoch nicht hinter eine Kurve oder über eine Kuppe schauen. Wenn dort ein Stoppschild wartet oder eine Baustelle, könnte das Fahrzeug schon vorher die Geschwindigkeit verringern. Nur über Sensoren sind solche Informationen nicht rechtzeitig verfügbar. In einer Karte sind sie jedoch verzeichnet und das Fahrzeug kann Bremsmanöver planen, oder den Fahrer aufmerksam machen. Somit ermöglicht die Karte vorausschauendes Fahren.

Als siebter Sinn schaut die Karte nicht nur über den Sensorhorizont hinaus. Sie funktioniert auch als „Ground Truth“ und verifiziert Sensorinformationen. Sie bestätigt, ob sich ein Schild wirklich an der richtigen Stelle befindet, oder ob die Fahrbahn auch so breit ist, wie der Sensor behauptet. Es kann passieren, dass zwei Sensoren widersprüchliche Angaben liefern. Dann sorgt die Karte für Klarheit und verifiziert die richtige Information.

Eine einheitliche Karte für das Software-defined Vehicle: Im Software-defined Vehicle nutzen idealerweise alle Sensoren eine einheitliche Karte. Sie geben der Karte Daten und die Assistenzsysteme beziehen von dort ihre Informationen. Diese Karte ist zentraler Bestandteil der Architektur im Software-defined Vehicle. Alle Systeme, die ortsbezogene Informationen benötigen, greifen auf darauf zu. Dazu gehören Navigation und Assistenzsysteme sowie Systeme, die für autonome Fahrfunktionen benötigt werden. Wenn diese nur auf eine einzige, vereinheitlichte Karte zugreifen, bekommen sie keine widersprüchlichen Informationen aus verschiedenen Karten. Gleichzeitig ist es deutlich wirtschaftlicher, nur eine Karte zu pflegen und eine einzelne Single Source of Truth statt mehrerer Informationsquellen zu haben.

Damit Änderungen aus der realen Welt schnell und zuverlässig ihren Weg in die Karte finden, ist KI nötig, um die schiere Menge an Daten zu bewältigen: So werden täglich 35 Milliarden Datenpunkte aus Fahrzeugen und Sensoren durch KI und Machine Learning validiert und aggregiert. Insbesondere für diese Überprüfung und Zusammenführung der Daten ist KI entscheidend, um aus der Datenflut eine valide und immer aktuelle Karte zu erstellen. Bei dieser Form der KI-gestützten Kartenerstellung ist HERE Technologies mit seiner UniMap-Technologie Vorreiter.

Assistenzsysteme nehmen im Software-defined Vehicle eine zentrale Rolle ein. Sie nutzen Sensorinformationen, aber für autonome Fahfunktionen reicht das nicht. Die Systeme benötigen ein aktuelles und zuverlässiges Verzeichnis ortsbezogener Informationen, auf das sie alle zugreifen und das sie alle anreichern. Wenn sich aus dieser zentralen Karte ein Subset mit relevanten Inhalten für Assistenzsysteme ableitet, bekommt das Fahrzeug einen siebten Sinn, der es ermöglicht, über den Sensorhorizont hinauszuschauen und dafür sorgt, dass Assistenzsysteme den größtmöglichen Nutzen entfalten.

Dieser Gastbeitrag von Sjoerd Spaargaren (Product Marketing Manager bei HERE Technologies), ist in der Juni-Ausgabe des eMove360° Magazins erschienen. Hier kostenlos PDF downloaden oder die Printversion bestellen unter sabine.metzger@emove360.com.