Autonomes Fahren erreicht im Nutzfahrzeugbereich eine neue Entwicklungsstufe. AUMOVIO und das US-Unternehmen Aurora arbeiten an einem skalierbaren Level-4-System für schwere Lkw, das ab 2027 auf amerikanischen Interstate-Highways zum Einsatz kommen soll. Der Fokus liegt zunächst auf dem Hub-to-Hub-Transport. Damit adressieren die Partner einen Anwendungsbereich, in dem sich die Fahraufgabe räumlich und funktional klar eingrenzen lässt. Gleichzeitig stellt der Betrieb schwerer Nutzfahrzeuge ohne Fahrer hohe Anforderungen an Sensorik, Rechenleistung, Systemredundanz und Validierung.
Mehr als 40 Sensoren erfassen das Fahrzeugumfeld
Herzstück des Systems ist der von Aurora entwickelte Aurora Driver. Das Hard- und Softwaresystem verarbeitet die Daten verschiedener Umfeldsensoren und übernimmt die Fahraufgabe. Zum Einsatz kommen Kameras, Radar und LiDAR. Insgesamt verfügt ein mit Aurora Driver ausgestatteter Lkw über mehr als 40 Umfeldsensoren – damit etwa viermal so viele wie ein moderner Pkw mit umfassenden Fahrerassistenzsystemen.
Die unterschiedlichen Sensortechnologien (siehe Bild oben) erfüllen dabei komplementäre Aufgaben. Kameras liefern visuelle Informationen, Radar erfasst unter anderem Abstände und Bewegungen, während LiDAR eine dreidimensionale Abbildung der Umgebung ermöglicht. Die Sensordaten werden von Hochleistungsrechnern verarbeitet und bilden die Grundlage für die Entscheidungen des autonomen Fahrsystems. AUMOVIO bringt dafür ein umfangreiches Portfolio an Automotive-Komponenten ein. Dazu gehören Radar- und Kamerasensoren, Hochleistungsrechner, Steuergeräte für automatisiertes Fahren sowie Telematik-Einheiten. Ein speziell entwickelter LiDAR-Sensor wird von AUMOVIO für die Serienanwendung industrialisiert.
Redundanz ersetzt den menschlichen Fahrer
Eine der wesentlichen technischen Herausforderungen bei fahrerlosen Fahrzeugen besteht darin, dass der Mensch nicht mehr als letzte Rückfallebene zur Verfügung steht. Bei klassischen Fahrerassistenzsystemen kann der Fahrer eine Systemgrenze oder einen Fehlerfall übernehmen. Bei einem Level-4-Lkw muss dagegen das Fahrzeug selbst einen sicheren Zustand herstellen können. AUMOVIO entwickelte deshalb ein eigenständiges Rückfallsystem. Es arbeitet unabhängig vom Hauptsystem und übernimmt im Fall eines technischen Fehlers die Kontrolle und bringt den Lkw sicher zum Stillstand. Das Prinzip ähnelt der Redundanzarchitektur aus der Luftfahrt. Entscheidend ist dabei die Unabhängigkeit: Ein Fehler in einem Sensor oder einer Komponente des primären Systems darf die Funktion des Backups nicht gleichzeitig beeinträchtigen. Damit verschiebt sich der Entwicklungsfokus von der reinen Leistungsfähigkeit einzelner Komponenten hin zur Beherrschung von Fehlerzuständen auf Systemebene.
Dr. Andree Hohm, Leiter Aurora-Projekt bei AUMOVIO erklärte: „Unser Fokus liegt darauf, autonome Lkw für den Straßenverkehr fit zu machen – mit robuster Hardware, redundanten Systemen und einem Backupsystem, das in jeder Situation für Sicherheit sorgt.” (© AUMOVIO)
Begrenzter Einsatzbereich erleichtert die Skalierung
Der zunächst vorgesehene Einsatz auf Interstate-Highways und deren Zubringerstraßen reduziert die Komplexität der Fahraufgabe. Im Mittelpunkt stehen Situationen wie Spurwechsel, Überholvorgänge und das Auffahren auf Autobahnen. Kreuzungen und komplexe innerstädtische Verkehrsräume gehören dagegen zunächst nicht zum vorgesehenen Einsatzbereich. Dennoch müssen auch seltene Ereignisse berücksichtigt werden – etwa ein Fußgänger oder ein anderes Hindernis auf dem Highway. Diese Eingrenzung ist für die technische Skalierung entscheidend. Je klarer der Operational Design Domain (ODD) definiert ist, desto gezielter lassen sich Sensorik, Software, Fahrstrategien und Validierung auf die relevanten Szenarien auslegen.
Eine zentrale Rolle spielt bei AUMOVIO die eigene Unfallforschung. Ziel ist es, nicht nur typische Verkehrssituationen abzubilden, sondern auch seltene und potenziell kritische Ereignisse systematisch zu erfassen. Dazu werden umfangreiche Datenbanken mit realen Verkehrssituationen ausgewertet. Untersucht werden beispielsweise Reaktionszeiten, Fahrzeugabstände und Ausweichmanöver menschlicher Verkehrsteilnehmer. Diese Erkenntnisse fließen in die Auslegung des autonomen Fahrsystems ein. Ein Beispiel ist die Abstandsregelung. Ein autonomer Lkw soll nicht unnötig große Lücken zum vorausfahrenden Fahrzeug lassen. Eine zu konservative Strategie könnte dazu führen, dass andere Verkehrsteilnehmer in die Lücke einscheren und dadurch neue kritische Situationen entstehen. Ziel ist deshalb ein Fahrverhalten, das gleichzeitig sicher und in den bestehenden Verkehrsfluss integrierbar ist. Harald Feifel, Leiter der Unfallforschung bei AUMOVIO: „Unser Ziel lautet, ein menschliches Fahrverhalten möglichst authentisch nachzubilden – ohne die Fehler, die Menschen machen.“ Denn auch das gehört zu den Erkenntnissen der Unfallforschung: 80 Prozent aller gravierender Unfälle werden durch Unaufmerksamkeit der Fahrer und Fahrerinnen verursacht.
Vom Komponenten-Kit zum serienfähigen System
AUMOVIO übernimmt neben der Bereitstellung wesentlicher Hardware auch die Systemintegration, Industrialisierung und Fertigung. Die verschiedenen Komponenten werden zu sogenannten Pods (siehe Bild 2) zusammengefasst. Dabei handelt es sich um vollständig integrierte Systeme, die produktionsgerecht an Lkw-Hersteller geliefert werden können.
Die eingesetzten Technologien sind in kompletten, vollintegrierten Komponenten-Systeme, sogenannten Pods integriert. (© AUMOVIO)
Der modulare Ansatz soll die Integration des Aurora Driver in unterschiedliche Lkw-Architekturen ermöglichen. Damit geht es nicht mehr nur um die Entwicklung eines Demonstrators, sondern um eine industrielle Plattform, die für unterschiedliche Fahrzeugvarianten und Flotten ausgerollt werden kann. Dr. Ismail Dagli, Vorstandsmitglied und Leiter des Geschäftsbereichs Autonomous and Commercial Mobility bei AUMOVIO ergänzt: „Autonome Lkw schaffen nur dann einen Mehrwert, wenn sie in großem Maßstab kommen. Deshalb legen wir den Schwerpunkt auf Industrialisierung, Zuverlässigkeit und ein Geschäftsmodell, das sich im täglichen Betrieb bewährt.”
Wirtschaftlichkeit als Voraussetzung für den Serieneinsatz
Neben der technischen Beherrschung des autonomen Fahrens spielt die Wirtschaftlichkeit eine zentrale Rolle. Der US-amerikanische Straßengüterverkehr steht vor steigenden Transportvolumina und einem erheblichen Fahrermangel. Gleichzeitig sind hohe Fahrzeugauslastung und planbare Transportzeiten wichtige Faktoren für die Wirtschaftlichkeit von Flotten.
Autonome Lkw können prinzipiell länger und flexibler eingesetzt werden als Fahrzeuge mit menschlichen Fahrern. Nach Angaben aus dem Projekt sollen dadurch unter anderem schnellere Transporte und eine Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs von rund zehn Prozent möglich werden. AUMOVIO und Aurora setzen zudem auf ein Hardware-as-a-Service-Modell, bei dem Kunden für die mit dem System zurückgelegte Distanz bezahlen. Damit soll die Einstiegshürde insbesondere für kleinere Flottenbetreiber reduziert werden.
Industrialisierung entscheidet über den nächsten Schritt
Mit dem Aurora Driver verfolgen AUMOVIO und Aurora einen Ansatz, der autonome Fahrfunktionen nicht als isoliertes Softwareprojekt betrachtet. Sensorik, Hochleistungsrechner, Kommunikation, Systemintegration, funktionale Redundanz und Validierung werden zu einer durchgängigen Fahrzeugarchitektur zusammengeführt. Seit 2023 arbeiten beide Unternehmen bereits an Entwicklung und Produktion des Level-4-Systems. Anfang 2024 wurden Systemarchitektur und Design des zentralen Hardware- und Softwaresystems festgelegt. Der Produktionsstart ist für 2027 in den USA vorgesehen. Die eigentliche Herausforderung beginnt damit dort, wo autonome Fahrfunktionen den Demonstrator-Status verlassen: bei der zuverlässigen Beherrschung seltener Fehlerfälle, der reproduzierbaren Absicherung und der industriellen Fertigung in großen Stückzahlen. Der für 2027 geplante Produktionsstart wird deshalb nicht nur ein weiterer Entwicklungsschritt für das autonome Fahren sein. Er wird zugleich zeigen, ob sich Level-4-Technologie im Schwerlastverkehr technisch und wirtschaftlich in einen skalierbaren Serienbetrieb überführen lässt.
Rechtliche Rahmenbedingungen
Die Freigaben in den USA basieren auf dem Prinzip der Selbstzertifizierung. Die einzuhaltenden Sicherheitsstandards werden von der National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) definiert, der zivilen Behörde für Straßen- und Fahrzeugsicherheit der USA. Erwartet wird die Einhaltung der technischen „Federal Motor Vehicle Safety Standards“ (FMVSS). Dazu gehört zum Beispiel ein „Safety Management System“ an Bord. Um in diesem Rahmen bis zu 2500 Fahrzeuge pro Jahr und Hersteller auf die Straßen zu bringen, sind keine Extra-Genehmigungen nötig, weder von einzelnen Bundesstaaten noch von der NHTSA.
In Europa bildet sich ein verbindliches Regelwerk erst heraus. Die Vereinten Nationen haben im Juni 2026 globale Sicherheitsstandards für automatisierte Fahrsysteme und technische Nachweise freigegeben, die die Hersteller einhalten müssen. Auf der Basis sollen in der EU nun insgesamt nahezu 100 Regularien, die bisher die fahrerlose Mobilität noch nicht berücksichtigen, bis Jahresende angepasst werden. Dies ist die Voraussetzung dafür, dass fahrerlose Fahrzeuge zugelassen werden dürfen. Ausnahme: Kleinserien zu Testzwecken. Diese können europaweit bis zu 1.500 Fahrzeuge umfassen. Eine EU-weite Typgenehmigung für Großserien wird für 2027 erwartet. Dazu gehört auch die EU-Initiative „Cross Border Testbed“, um grenzüberschreitende Testfahrten zu erleichtern.
In China sind nur Pilotprojekte zu Testzwecken möglich. Der Betrieb ist auf bestimmte Gebiete, etwa einzelne Städte, beschränkt. Um den Weg für Großserien im Alltagseinsatz zu ebnen, werden (wie in der EU) die neuen Sicherheitsstandards der Vereinten Nationen geprüft. (oe)
