Was der kleinste 3D-Scanner der Welt mit autonomen Fahrzeugen zu tun hat

Bei der Entwicklung von autonomen Fahrzeugen ist man dazu geneigt, stets über den Atlantik in das Silicon Valley zu schauen; es reicht aber auch ein Blick über die Donau nach Floridsdorf, wo das AIT Austrian Institute of Technology, Österreichs größte außeruniversitäre Forschungseinrichtung, ihren Sitz hat.

"Begonnen haben wir mit klassischer Bildverarbeitung. Daraus haben sich im Laufe der Jahre verschiedene Anwendungsbereiche herauskristallisiert", sagt Manfred Gruber, Leiter des AIT-Kompetenzzentrums "Autonomous Systems" zur futurezone. Und so entwickelt das AIT bereits seit geraumer Zeit Systeme, mit deren Hilfe autonome Fahrzeuge und Fluggeräte ihre Umgebung erkennen können.

Verschiedene Sensoren notwendig

"Das AIT folgt in der Entwicklung neuer Technologien zum automatisierten Fahren dem holistischen Systemansatz und bringt seine Kompetenzen aus vier verschiedenen Centern synergetisch ein", heißt es vom AIT. Es decke dabei die Entwicklung von Fahrzeugkomponenten, die Untersuchung der Anforderungen und Auswirkungen auf die Infrastruktur als auch neueste Methoden zum Testen intelligenter, sicherheitskritischer automatisierter Systeme ab.

Damit sich ein Fahrzeug überhaupt autonom bewegen kann, ist ein Set aus unterschiedlichen Sensortypen - Kameras, Radarsensoren, LIDAR beziehungsweise Laserscanner, zum Teil auch Time of Flight und Ultraschallsensoren - notwendig, erklärt Gruber. Von zentraler Wichtigkeit sei, dass Sensoren mit unterschiedlichen physikalischen Charakteristika zur Anwendung kommen, damit etwa auch bei schlechter Sicht die Umgebung erfasst werden kann.

Große Passagierflugzeuge fliegen weitgehend schon automatisiert aber trotzdem mit Piloten. "Das wird sich voraussichtlich auch nicht so schnell ändern", sagt Gruber. Der Fokus der Entwicklung liegt daher auf unbemannten Fluggeräten für Inspektions- und Vermessungsaufgaben. Auch zur Lagebilderstellung bei Unfällen oder Naturkatastrophen und für Transportaufgaben könnten derartige Fluggeräte zum Einsatz kommen. "Im Gegensatz zu Fahrzeugen kann ein Fluggerät bei einem Fehler nicht am Straßenrand stehenbleiben, sondern muss unter allen Bedingungen weiterfliegen und sicher landen können. Daher ist eine entsprechend redundante und diversitäre Sensorik notwendig", erklärt Gruber.

Es wird auch in Zukunft Busfahrer brauchen

Dass es bald keine Busfahrer, Lokführer oder Lkw-Fahrer mehr geben wird, glaubt Gruber nicht: "Wir gehen davon aus, dass es auch in Zukunft Personal der Verkehrsbetriebe und Eisenbahnunternehmen in Straßenbahnen und Loks geben wird." Es werden sich aber die Aufgaben verändern: "Weg von der direkten Steuerung, hin zur Überwachung des Systems, Verwaltung und Betreuung der Fahrgäste."

Auch bei Lkw-Fahrern werde die Fahrzeugsteuerung in den Hintergrund treten, dafür aber neben der Überwachung des Fahrzeugs wohl auch Logistik und Verwaltungsaufgaben überwiegen. "Komplett menschenleere Lkw-Züge sehen wir in naher Zukunft auch nicht", sagt Gruber.

U-Bahnen sind anders

Bei U-Bahnen, beispielsweise der kommenden U5 in Wien, ist das etwas Anderes: "Die U-Bahn fährt nämlich in einem abgesicherten Bereich, in dem normalerweise keine Menschen oder Hindernisse sein sollten." Im Gegensatz dazu fahre eine Straßenbahn durch ein offenes Gelände und muss daher jederzeit mit jeglicher Art von Hindernissen und Kollisionsgefahren rechnen.

"Eine vollautonome Straßenbahn hingegen wird es unserer Meinung nach kurzfristig nicht geben. Hier muss man wohl von einem Zeithorizont von zehn bis zwanzig Jahren ausgehen und auch dann wird die Straßenbahn nicht vollautonom, sondern automatisiert unterwegs sein", erklärt Gruber. Es wird also entweder in der Straßenbahn oder zumindest in einer Leitstelle eine Person die Straßenbahn überwachen und notfalls steuernd eingreifen können.

Kleinster 3D-Scanner der Welt

Abgesehen von Fahrzeugen und Fluggeräten hat die Forschung an autonomen Systemen zu Produktentwicklungen geführt, die in ganz andere Anwendungsfelder völlig neue Möglichkeiten erschließen. "Mit unseren Forschungen an Bildverarbeitung und Vermessungsaufgaben konnten wir den kleinsten intelligenten optischen 3D-Scan-Sensor der Welt mit nur wenigen Millimeter Durchmesser entwickeln", erklärt Gruber. Eingesetzt werden diese kleinen Sensoren beispielsweise als so genannte 3D-Dentalscanner in der Zahnmedizin zur berührungslose Zahnvermessung und ersetzt damit den aufwendigen Silikon-Abdruck.

Dieser Artikel ist im Rahmen einer Kooperation mit dem AIT entstanden.