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Die pilotiert fahrenden Autos von morgen müssen auf Zentimeter 
genau navigieren können. Das Unternehmen HERE, an dem 
Audi beteiligt ist, baut die digitale Karte auf, die sie dafür brauchen – 
die HERE HD Live Map.

Text
Johannes Köbler

Illustrationen
Lightshape

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In der Live Roads-Schicht beinhaltet die HERE-Karte Echtzeit-Informationen über das Fahrzeugumfeld. Zusammen mit der HD Map können sie dem Autofahrer der nahen Zukunft auf verschiedenste Weise gute Dienste leisten – schließlich kann auf der Fahrt zur Arbeit allerhand passieren.

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Im Geschäft mit Navigationskarten verfügt HERE über große Erfahrung – doch mit der HERE HD Live Map macht das Unternehmen einen gewaltigen Schritt nach vorn. Die neue Datenplattform beschreibt den Ver­kehrs­raum als dreidimensionales Modell in neuartiger Präzision; sie ist zentimeter statt metergenau und dynamisch statt statisch. Die HERE HD Live Map bildet die digitale Basis für das pilotierte Fahren der Zukunft.

Die neue Karte ist in quadratische Kacheln, sogenannte Map Tiles, aufgeteilt, die jeweils 2,0 Kilo­meter Kantenlänge aufweisen. Durch diese Auf­teilung lässt sich das immense Datenvolumen in handliche Por­tionen aufgliedern; die Updates innerhalb einer Kachel bewegen sich im Kilobyte-Bereich. Gehostet werden die Daten auf einem Backend von HERE in der Cloud, der Transfer von und zu den Autos wird aller Voraussicht nach über das Mobilfunknetz laufen. Der heutige LTE-Standard macht hier schon viel möglich, die künftigen 5G-Netze versprechen noch erheblich höhere Daten­raten und schnelleren Verbindungs­auf­bau.

Die HERE HD Live Map ist aus drei Schichten aufgebaut. Die erste von ihnen, die HD Map, beinhaltet ein statisches digitales Abbild der Umgebung. Leit­planken, Ampeln, Straßenschilder, Bordsteinkanten und ähnliche feste Objekte bilden die Referenzpunkte, an denen sich die selbstfahrenden Autos der Zukunft zentimetergenau orientieren können. Zudem integriert die HD Map eine Datenbank mit Informationen zu Hotels, Geschäften oder Restaurants.

 

 

Die zweite Schicht trägt die Bezeichnung Live Roads. Hier handelt es sich um eine dynamische Ebene, die aktuelle Informationen echtzeitnah bereithält. Ob Baustelle, Unfall, Rettungseinsatz, Blitzeis oder Nebel – die Live Roads-Inhalte kommen aus zahlreichen Quellen, in erster Linie von den Sensoren der teilnehmenden Autos. Der intelligente Schwarm generiert umfangreiches, stets aktuelles Wissen über das Verkehrsgeschehen, etwa über grüne Wellen im Stadt­verkehr, über wechselnde Tempolimits und über freie Parkplätze.

Bei der dritten Schicht handelt es sich um den Bereich Humanized Driving – sie ist ein Investment in die nahe Zukunft. Die künftigen pilotiert fahrenden Autos erfahren hier aus dem HERE-Datenpool, wie sich der Fahrer in einer bestimmten Situation, die der jetzigen ähnelt, verhalten hat. Ob er beispielsweise auf der Autobahn etwas früher oder etwas später vor einem langsameren Fahrzeug gebremst hat. Diese Abfrage ermöglicht es dem System, das Verhalten an die Ge­wohnheiten und Erwartungen des Fahrers anzupassen.

Derzeit befindet sich die HERE HD Live Map noch im Aufbau – dennoch werden Teilfunktionen bereits von vielen vernetzten Autos in Nordamerika und Westeuropa genutzt. Für Audi-Kunden macht die Map anspruchsvolle Fahrerassistenzfunktionen wie den Stau­assistenten oder den Prädiktiven Effizienz­assistenten noch exakter und leistungsfähiger. Die neuen Car-to-X-Dienste „Verkehrs­zeichen­infor­mation“ und „Gefahren­infor­mation“ werden künftig ebenfalls auf der HERE HD Live Map basieren.

 

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Ende 2015 hat die AUDI AG im Konsortium mit der BMW Group und der Daimler AG die in Berlin angesiedelte Kartendatenbank HERE von der Nokia Corporation gekauft. Als einer der stärksten Player in der Branche stellt HERE digitale Navigationskarten und ortsbezogene Dienstleistungen für fast 200 Länder in mehr als 50 Sprachen be­reit. Für 136 dieser Länder stehen die Karten in Automotive-tauglichem Detaillierungsgrad zur Verfügung. 80 Prozent aller Au­tos, die heute in Europa und Nordamerika mit integriertem Navigations­system fahren, sind mit Kar­ten von HERE ausgestattet.

Auch nach der Übernahme bleibt der Kar­ten­dienst, der weltweit etwa 6.500 Menschen beschäftigt, eine offene, unabhängige, ständig erweiterte und aktualisierte Plattform für Cloud-basierte Karten und Mobilitätsdienste. Zugänglich für alle Kunden der Automobilindustrie und anderer Branchen, legt HERE die Basis für das pilotierte Fahren und die Entwicklung neuer Mobilitätsservices.

 

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Unser Fahrer will pilotiert von seiner Wohnung zur Ar­beit fahren. An einer Kreuzung auf seiner Strecke hat sich ein Unfall mit Verletzten ereignet. Der Not­arzt­wagen und das Polizeiauto senden ihre Positionsdaten permanent an das HERE-Backend. Jeder Verkehrs­teil­nehmer in der Nähe erhält eine für ihn maßgeschnei­derte Warnung, dadurch kann er situativ ausweichen.

 

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Über die Ampelinformation, einen der Dienste auf der HERE-Karte, werden die vernetzten Autos und ihre Fahrer über die Schaltphasen der Ampeln auf ihrer Strecke informiert. Wenn sie ihre Geschwindigkeit entsprechend anpassen, können sie auf der grünen Welle rollen und auf diese Weise erheblich Zeit und Energie sparen.
 

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Über einem bestimmten Stadtviertel geht ein heftiger Regenschauer nieder. Die Autos, die hier unterwegs sind, erkennen die Situation über ihre Sensoren und Scheibenwischer und geben sie an das Backend in der Cloud weiter. Wenn ein pilotiert fahrender Audi die Mel­dung empfängt, reduziert er rechtzeitig die Geschwin­digkeit. Cabriolets und Roadster schließen das Verdeck.

 

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Der Arbeitsplatz liegt in der City. Stell­flächen für Be­schäftigte gibt es hier nicht, der pilotiert fahrende Audi muss eines der Parkhäuser in der Nähe ansteuern. Mit­hilfe der zentimetergenauen HD-Map kann er sich darin exakt orientieren. In einer späte­ren Ausbaustufe von HERE wird er zudem detaillierte Meldungen über freie Stellplätze erhalten.

 

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Die neue HD-Karte von HERE nutzt weltweit rund 80.000 unterschiedliche Quellen. Zu ihnen zählen Daten von Verkehrsleitzentralen und Katasterämtern, Bilder von Satelliten und Flugzeugen sowie Kamera­bilder von Flottenfahrzeugen. Den entscheidenden Beitrag liefern etwa 200 HERE „True Cars“, die Straßen abfahren und Informationen aufnehmen.

Auf dem Dach der aktuellen Messautos ist ein rotierendes LiDar-Gerät (Light Detection and Ran­ging) montiert. Es sendet permanent ultrakurze Licht­impulse auf einer Wellenlänge von 905 Nano­meter aus; sie sind für das menschliche Auge unsichtbar und ungefährlich. Das angestrahlte Objekt wirft sie zur Em­pfängereinheit zurück. Aus der Zeit, die dabei vergeht, errechnet die Software den Abstand zwischen Objekt und Sensor.

In jeder Sekunde generiert der Rundum-Scan der HERE „True Cars“ 700.000 Bildpunkte, rechne­risch kommen an einem Tag 140 Gigabyte Daten zu­­­sammen. Aus der Punktewolke entsteht ein 360-Grad-Bild der Umgebung, das bis 80 Meter Entfernung und 30 Meter Höhe reicht. Die Roll- und Nickbewe­­­gungen, die das Auto während der Fahrt macht, werden separat erfasst und aus dem Datensatz herausgerechnet.

Die LiDar-Technologie hat große Stärken, aber auch gewisse Handicaps. Mit ihrer hohen Winkel­auflösung kann sie Objekte sehr sicher identifizieren – beispielsweise kann sie zwischen einer Mülltonne und einem Fußgänger am Straßenrand unterscheiden, auch wenn sie direkt nebeneinanderstehen. Da LiDar-Sys­teme ihr eigenes Licht nutzen, funktionieren sie auch in der Nacht. Bei Witterungsbedingungen wie Regen, Schnee und Nebel jedoch geht ihre Leistung zurück.

LiDar-Geräte liefern keine Farb- oder Hellig­keitswerte der Umgebung, sondern messen die Inten­sität der zurückgeworfenen Strahlung. Mit stark oder – wegen Verschmutzung – schwach reflektierenden Verkehrsschildern und Markierungslinien können sie Probleme bekommen. Sie werden dann beim Erstellen des Bildes mithilfe der zusätzlich aufgezeichneten Kameradaten aufbereitet und in die HD-Karte integriert.

 

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ist Geschäftsführer der Audi Electronics Venture GmbH (AEV), einer 100-prozentigen Tochter der Audi AG. Im HERE-Konsortium vertritt er Audi auf der Technikebene.

 

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Pflastersteine, die über eingebettete Sensoren freie Parkplätze melden können, pilotierte Audi-Modelle, die ihre Besitzer über Nacht von Ingolstadt nach Florenz chauffieren – AEV-Geschäftsführer Dr. Peter Steiner zeigt die neuen Perspektiven auf, die sich durch die HERE-Karte eröffnen.

Herr Dr. Steiner, HERE hat sich in kurzer Zeit einen guten Ruf erworben. Gibt es Interessenten, die bei Ihnen einsteigen wollen?

Dr. Steiner: Wir führen Gespräche mit Unternehmen aus der Tech-Branche, mit chinesischen Anbietern so­wie anderen Automobilherstellern und Tier-1-Liefe­ranten. Das primäre Ziel ist der Industrie- und OEM-über­grei­fende Aufbau der führenden Location-Platt­form und der für das autonome Fahren benötigten HD-Karte. Eine offene Plattform braucht natürlich ein­heitliche Schnittstellen, aber das ist technisch lösbar. HERE hat ja mit dem Sensor Data Cloud Ingestion In­ter­face einen zielführenden Vorschlag auf den Tisch gelegt. Mit den genannten Partnern wird auch über eine mögliche finanzielle Beteiligung gesprochen. Das erklärte Ziel ist die Aufnahme weiterer Shareholder, um Zugang zu Kompetenzen aus anderen Industrien und anderen Ländern sicherzustellen.

Wie offen ist Ihr Konsortium gegenüber Dritten?

Dr. Steiner: HERE wird für Third-Party-Developers ge­gen Gebühr den Zugang möglich machen – ob das ein Joint- Venture-Partner ist, ein Systemlieferant oder ein Start-up. Die können dann ihre Applikationen entwickeln und an Kunden verkaufen. Dieses Prinzip gilt nicht nur für das Automotive-Umfeld, sondern auch für viele Service-Dienstleister und für den öffentlichen Bereich. Mit unseren Daten können Städte ihre Verkehrsführung und ihren Verkehrsfluss stark optimieren. In manchen Großstädten gibt es beispielsweise Parkplätze, die von der Verwaltung gar nicht erfasst sind. Künftig wird es möglich sein, für wenige Euro einen Sensor in einen Pflasterstein einzulassen, der uns meldet, ob der einzelne Stellplatz belegt ist oder nicht.

Wer sind Ihre Partner und wer Ihre Rivalen bei der digitalen HD-Karte?

Dr. Steiner: Microsoft möchte verstärkt Location-basierte Dienstleistungen anbieten und ist dabei mit HERE im Gespräch. Facebook und Samsung sind ebenfalls Kunden. Ein großer Player ist sicherlich Google. Das Unternehmen dringt immer stärker in Ge­schäfts­felder vor, mit denen wir uns auch befassen oder befassen müssen. Doch Konkurrenz spornt uns an, weiter eng am Ball zu bleiben.

 

Erleben wir ein Wettrennen mit dem Silicon Valley?

Dr. Steiner: Für alle Projekte, die wir heute diskutieren, existieren die Grundlagen bereits. IT-Technologie ist keine Rocket Science, die Mathematik ist bekannt. Ent­scheidend ist nur, die Bausteine so zusammenzufügen, dass ein neues Gebäude entsteht, und das wird durch die Rechenleistung und die Datenmengen möglich, die heute existieren. Für diese Umsetzung brauchen wir Experten. Davon gibt es nicht viele, und da müssen wir uns gegenüber dem Silicon Valley gut aufstellen, denn die dortigen Unternehmen haben sehr hohe finanzielle Mittel, um sich die Kompetenzen zu sichern. Um besser gerüstet zu sein, haben wir uns bei HERE mit BMW und Daimler zusammengetan.

In der neuen HERE-Karte generieren die Autos die Live-Daten selbst. Verschaffen sie dem HERE-Konsortium damit den entscheidenden Vorsprung?

Dr. Steiner: Jedes fahrende Auto mit intelligenter Sen­sorik zahlt mit seinen anonymisierten Umgebungs­­daten auf das Konto ein. Die AUDI AG vertritt den Volkswagen Konzern im Konsortium, weil sie gemeinsam mit BMW und Daimler um die modernsten Sen­sor­technologien ringt – in absehbarer Zeit werden wir die LiDar-Techno­logie auf die Straße bringen. Im Gegenzug profitieren wir auch stark vom Konzern, weil wir die Kameradaten der Volumenmodelle nutzen können.

Wie viele Autos mit intelligenter Sensorik sind für echte Schwarmintel­li­genz auf der Straße nötig?

Dr. Steiner: Mit mehreren 100.000 intelligent sehenden Autos, also dem Bestand, den Audi, BMW und Daimler heute erreicht haben, können wir die Daten für eine semi-dynamische HD-Karte generieren. Wenn sich ein Verkehrszeichen ändert, erkennen wir das meistens innerhalb einer Woche. 2020, wenn es Millionen intelligenter Autos geben wird, schaffen wir es an einem Tag oder in wenigen Stunden.

 

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Dr. Peter Steiner
Geschäftsführer der Audi Electronics Venture

 

Wie werden die Daten in der Cloud gehostet?


Dr. Steiner: Wir werden die Daten in die Cloud geben und uns dort so viel Rechenleistung holen, wie wir brauchen – zu Zeiten des Berufsverkehrs sicher am meisten, in der Nacht und im Hochsommer, wenn alle im Urlaub sind, eher weniger. Wir reden da über „Elastic Com­puting“ – das bedeutet auch, dass die Rechenleistung teurer oder preiswerter sein kann, je nach Bedarf und Aus­lastung.

Wie stellen Sie den Datenschutz sicher?


Dr. Steiner: Bei der HD Live Map geht es darum, anonymisiert eine möglichst große Menge an relevanten Sen­sor­daten zu generieren, um aus deren Analyse intelligente Dienste anbieten zu können. Genau wie heute werden wir auch künftig die personenbezogenen Daten streng von jenen Fahrzeugdaten trennen, die wir für Funktionen brauchen.

Und die pilotiert fahrenden Autos werden ja Unmengen von Daten benötigen …

Dr. Steiner: Ja, und damit wird das hochautomatisiert fahrende Auto dem Menschen deutlich überlegen sein, denn die kollektive Intelligenz ist nicht zu schlagen. Erfahrung kommt nur über das Lernen. Und wir werden bald Autos haben, die die Erfahrungswerte von Millio­nen anderer Fahrzeuge nutzen können, die bereits alle nur denkbaren Verkehrssituationen bewältigt haben. Dieser Erfahrungsschatz ist größer und wertvoller als alles, was sich ein Mensch im Lauf seines Lebens je erarbeiten kann.

 

Wenn bald alle neuen Autos von Audi mithilfe der HERE-Karte perfekt pilotiert fahren – wo bleibt dann die Markenidentität?

Dr. Steiner: Da mache ich mir überhaupt keine Sor­gen. Ein Audi wird immer ein Audi bleiben – mit tollem Design, emotionalem Antrieb, Topqualität und großem Fahr­spaß. Aber natürlich kommt jetzt eine neue Ebene dazu. Wenn man sich Apple anschaut, stellt man fest, dass die auch Produkte mit toller Hardware verkaufen – aber was das iPhone wirklich sexy macht, ist der Zu­gang zum App Store. Genauso müssen wir es auch machen: Wir müssen zum Auto neue Dienst­leis­tungen anbieten, etwa das pilotierte Fahren.

Wenn jemand über Nacht von Ingolstadt nach Florenz gefahren werden möchte, dann nutzt er für diese Fahrt vielleicht genau deshalb einen Audi, weil wir das pilotierte Fahren besonders gut beherrschen. Das bessere Auto, der intelligentere Dienst, die emotio­nal stärker inszenierte Anwendung – ich bin mir sicher, dass unsere pilotiert fahrenden Autos einen ganz starken Marken­charakter haben werden.

 

ID: Audi_Dialoge_Technologie_2_2016_Here_und_heute_DT

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