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Straße frei für das Internet of Roads

Die dynamische Straße der Zukunft passt sich in Echtzeit den Nutzern an. Um die physische Umgebung der Fahrzeuge mit ihrer virtuellen Darstellung komplett zu verschmelzen, braucht es jedoch eine Neuvermessung der Welt.

Pilotprojekte für ein Internet of Roads gibt es in ganz Europa. Eines der größten ist auf 2500 Kilometern Strecke in Italien in der Phase der Umsetzung. Dem Konzeptgeber Carlo Ratti vom gleichnamigen Turiner Design- und Innovationsbüro geht es dabei in erster Linie darum, das Verkehrsmanagement und die Sicherheitsbedingungen auf den Straßen zu verbessern. „Wir verschmelzen die digitale und die physische Welt und kreieren dynamische Straßen, die sich dank eines IoT-Systems in Echtzeit direkt an ihre Nutzer anpassen“, erklärt der Architekt und Ingenieur.

In seiner Zukunftsvision eines Internet of Roads, die er unter anderem als Lehrender am Massachusetts Institute of Technology (MIT) vermittelt, hat Ratti das Bild von Straßen, auf der morgens selbstfahrende Autos fahren, nachmittags Kinder spielen und die am Wochenende zu Sport- und Freizeitplätzen mutieren. Lichtsignale markieren dabei Parkflächen und Fahrspuren und lassen etwa in der Rushhour eine Zusatzspur entstehen, die abends wieder verschwindet. Überwacht werden Verkehr und Umwelt von Drohnen und intelligenten Masten. Der Austausch von Informationen zwischen Fahrzeugen und Umwelt wird dabei künftig bilateraler Natur sein. Informationen über den Straßenzustand werden auch von den Sensoren der Autos gesammelt, von den Bordcomputern verarbeitet und mit den Daten der vernetzten Ampeln und Lichtmasten gekoppelt.

Neuvermessung der Welt

„Wir wollen eine digitale Schicht über die bestehende physische Infrastruktur des Straßennetzes legen, um in der Folge Big Data effizient auszutauschen“, bringt Ratti auf den Punkt, was noch geschehen muss, um dem Trend zum autonomen Fahren zum Durchbruch zu verhelfen. Die Rede ist von hochexakten digitalisierten Straßenkarten, auf die selbstfahrende Autos und Assistenzsysteme ohne nennenswerte Zeitverzögerung zurückgreifen können. Es geht um nichts weniger als um eine Neuvermessung der Welt, mit einer Präzision, wie sie bislang noch nicht für möglich gehalten wurde – eine Aufgabe, der sich etwa der niederländische Navigationsspezialist TomTom verschrieben hat.

Verkehrsumgebung wirklich „verstehen“

„Ziel ist eine hochauflösende Darstellung der Realität mit globalen HD-Karten, die sich an die Software selbstfahrender Autos richten“, sagt Willem Strijbosch, Chef der Sparte Autonomes Fahren bei TomTom. Was bis dato von Kameras und Sensoren der Autos erfasst wird, reiche nicht aus, um die Verkehrsumgebung wirklich zu „verstehen“. Soll ein autonom fahrendes Fahrzeug auch bei hoher Geschwindigkeit, komplexer Verkehrslage und beeinträchtigenden Witterungsverhältnissen auf wenige Zentimeter genau wissen, wo es sich befindet, müssen die vom Fahrzeug erspürten Daten kontinuierlich und in Echtzeit mit den Ansichten von HD-Karten verglichen werden. Zur Erstellung der Karten setzt TomTom auf eine Flotte von Messwagen, die mit Laserscannern, 360-Grad-Kameras, Differential-GPS, Trägheitssensoren und einem Hodometer zum mechanischen Messen der zurückgelegten Wegstrecke ausgerüstet sind.

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Vermessen werden auf den Straßen dieser Welt Breite, Steigung und Krümmung jeder Fahrspur sowie Standorte und Inhalte von Verkehrszeichen, Grünstreifen und Banketten, Fahrbahnteiler, Laternenmasten und Markierungen. Drei Millionen Kilometer legen die Fahrzeuge von TomTom pro Jahr zurück, sammeln Daten und ergänzen diese mit Informationen von öffentlichen oder privaten Anbietern, um zugleich Infos über Staus, flexible Tempolimits, die Witterung oder Unfälle zur Verfügung zu haben. Der ausgewertete Datenschatz wird in die Bordcomputer von Fahrzeugen eingespeist, ohne dass Fahrer oder Autohersteller dafür aktiv werden müssen. Was derzeit noch im Wochenrhythmus aktualisiert wird, soll mit der nächsten Generation der Mobilfunknetze, dem 5G-Standard, in Echtzeit passieren. Die physische Umgebung der Fahrzeuge wäre dann mit ihrer virtuellen Darstellung endgültig verschmolzen.