Autonome Fahrzeuge verstehen Autofahrer

Wenn in entfernter Zukunft auf unseren Strassen nur noch autonome Fahrzeuge verkehren, werden sich diese gegenseitig über zahlreiche Sensoren, den Austausch von GPS-Koordinaten und über Wi-Fi-Verbindungen verständigen und koordinieren. Was passiert aber, bis es so weit ist? Mit dieser Frage beschäftigen sich derzeit Forscher der ETH Lausanne im Rahmen des europäischen Forschungsvorhabens AutoNet2030.

Konkret schlagen sie ein kooperatives und dezentralisiertes System vor, bei dem jedes verbundene Fahrzeug mit seinen nächsten Nachbarn kommuniziert. Es kalibriert somit seine Position und reguliert selbstständig seine Geschwindigkeit. Auf diese Weise kann eine Kolonne aus autonomen Fahrzeugen sowohl auf einer, zwei oder mehr Spuren einer Autobahn fahren, als auch ein auf die Autobahn auffahrendes Fahrzeug integrieren und sich entsprechend neu positionieren.

Besser noch, jedes Fahrzeug profitiert von den «Augen» seiner Nachbarn und verfügt somit über eine 360-Grad-Wahrnehmung. Ausserdem wäre die maximale Anzahl der Fahrzeuge, aus denen sich die Kolonne zusammensetzt, zumindest theoretisch unbegrenzt, da sich jedes Element vollkommen autonom positioniert.

Die Steuerung der Kolonne beruht auf einer Kontroll-Software, die auf einem durch das Labor für intelligente und verteilte Systeme und Algorithmen (DISAL) der EPFL entwickelten Algorithmus beruht. «Wir arbeiten seit etwa zehn Jahren an dieser Art von verteiltem Kontrollalgorithmus. Grob zusammengefasst besteht die Idee darin, Akteure (Roboter oder Fahrzeuge), die für sich genommen nicht unbedingt sehr schlau sind, kooperieren zu lassen, um ein komplexes allgemeines Verhalten zu bekommen», erklärt Alcherio Martinoli, Leiter des DISAL.

Aus mathematischer Sicht bedeutet das, dass der Algorithmus die von den Sensoren der Akteure gelieferten Informationen übernimmt und entsprechend in Echtzeit die Entwicklung der Kolonne reguliert. Die Kolonne organisiert sich in Abhängigkeit eines Austritts oder eines neuen Eingangs, von Spurwechseln oder der Einhaltung einer vorgegebenen Geschwindigkeit automatisch und ständig neu.