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V2X für autonomes Fahren steht in den Startlöchern

| Autor/ Redakteur: Gerd Schmitz * / Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter

Über V2X erhalten alle Verkehrsteilnehmer detaillierte Informationen über den jeweils anderen und können ihren aktuellen Status austauschen. Funkkommunikation und Datenprotokolle sind standardisiert. Neben LTE wird auch der Einsatz von 5G evaluiert.

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Bei V2X können Fahrzeuge, Fußgänger oder Fahrräder ihren aktuellen Status austauschen und mit der Infrastruktur kommunizieren.
Bei V2X können Fahrzeuge, Fußgänger oder Fahrräder ihren aktuellen Status austauschen und mit der Infrastruktur kommunizieren.
(Bild: S.E.A. Datentechnik)

Die Automobilbranche erlebt seit Jahren einen radikalen Wandel. Ein Meilenstein der zukünftigen Entwicklung wird die Serienreife der Fahrassistenzsysteme für das autonome Fahren sein. Dafür müssen die Fahrzeuge auch lernen, in Echtzeit miteinander und mit allen Verkehrsteilnehmern sowie der Infrastruktur zu kommunizieren – zuverlässig, sicher und verständlich. Die Technik der direkten Kommunikation zwischen den Verkehrsteilnehmern heißt V2X = Vehicle-to-Everything. Damit können beispielsweise Fahrzeuge, Fußgänger oder Fahrräder ihren aktuellen Status austauschen und mit der Infrastruktur kommunizieren – also mit Verkehrszeichen, Ampeln oder Leitsystemen. Diese direkte drahtlose Informationsbereitstellung ist unverzichtbarer Bestandteil zukünftiger Verkehrstechnologien. V2X befindet sich weltweit in einer Schwellenphase kurz vor der verbindlichen Einführung.

Mit V2X erhalten alle Verkehrsteilnehmer detaillierte Informationen über die Verkehrssituation und den großräumigen Verkehrsstatus – und zwar unabhängig von den Wetterbedingungen. Das optimiert nicht nur den Verkehrsfluss, sondern erhöht auch maßgeblich die Verkehrssicherheit. Die V2X-Informationen vervollständigen die Umgebungsinformationen, die das Fahrzeug durch die Sensoren erhält. Gemeinsam dienen sie als Entscheidungsgrundlage: Liegt das Stauende etwa hinter einer Kurve, kann das Fahrzeug bereits frühzeitig eine Vollbremsung einleiten. Ziel zukünftiger V2X-Standards ist die komplett autonome Koordination komplexer Vorgänge wie dem Einfädeln bei dichtem Verkehr.

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Funkkommunikation und Datenprotokolle

Um V2X auf die Straße zu bringen, müssen Funkkommunikation und Datenprotokolle standardisiert sein – dieser Prozess ist abgeschlossen. Es ist also sichergestellt, dass sich alle Teilnehmer sowohl hören (Funkfrequenz) als auch verstehen können (Datenprotokolle). Bei den physikalischen Übertragungsverfahren konkurrieren derzeit zwei alternative Funktechnologien: Der seit vielen Jahren definierte Standard 802.11p/DSRC (US) aus der 802.11-Familie (WLAN), der auf OFDM basiert, und der aus dem LTE-Mobilfunk abgeleitete LTE-V-Standard (Mode 4 sidelink, SC-FDMA-Übertragung). Er wurde im Juni 2017 erstmals im Release 14 des 3GPP-Standards festgeschrieben und ist somit noch sehr neu.

Beide Verfahren arbeiten mit Frequenzen von 5,9 GHz, der weltweit für die V2X-Kommunikation reserviert ist. Zur Austauschbarkeit ist eine identische Schnittstelle zur Datenschicht vorgesehen. Derzeit wird weltweit intensiv diskutiert, welcher Funkstandard verpflichtend zur Anwendung kommen soll. Für zukünftige V2X-Kommunikation wird auch der Einsatz der 5G-Technologie evaluiert. Die Datenprotokollschicht, die auf der Übertragung aufbaut, übernimmt die höhere Flusskontrolle und erzeugt die zu versendenden Datenpakete – sie extrahiert die Informationen der empfangenen Nachrichten auf der Signalingebene. Hier wurden bereits regionale Standards entwickelt, die auf nationaler Ebene derzeit von der Gesetzgebung diskutiert werden: in den USA ist es WAVE, für Europa gilt ITS-G5.

Komplexe ADAS-Testlösungen benötigen V2X

Die Umsetzung von V2X erfordert komplexe Testsysteme, die modular und flexibel einsetzbar sein sollten. Sollen Gesamtsysteme abgebildet werden, kombinieren Unternehmen wie das Konsortium adas-iiT ihre Expertise für eine gemeinsame ADAS-Testlösung. So können V2X-Kommunikation, Verkehrssimulation und GNSS, Sensor-, LiDAR- und Radar-Targetsimulation, Datenmanagement, Hardware-in-the-Loop und Echtzeitsimulation als Gesamtlösung angeboten werden. Kooperationen ermöglichen deutlich kürzere Entwicklungszeiten und eine schnellere Marktreife – dieses Kriterium wird zukünftig eine immer entscheidendere Rolle spielen.

* Dr. Gerd Schmitz ist CEO der S.E.A. Datentechnik und Mitbegründer des Konsortiums adas-iiT.

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