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Connected Cars Das IoT und das Rennen um das Auto der Zukunft

| Autor/ Redakteur: Tim Sherwood* / Sebastian Human

Wenn man an das Auto der Zukunft denkt, stellt man sich in der Regel etwas vor, das ganz von allein fährt (oder gar fliegt!) – aber Innovation in der Automobilindustrie ist viel mehr als nur Autonomie.

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Schon früher lieferte der Rennsport Innovationen für den Straßenverkehr.
Schon früher lieferte der Rennsport Innovationen für den Straßenverkehr.
(Bild: gemeinfrei / Unsplash)

Laut Gartner werden bis Ende 2020 mehr als 250 Millionen vernetzte Fahrzeuge auf den Straßen unterwegs sein. Vernetztes Fahrzeug bedeutet nicht nur selbstfahrend - es beinhaltet alles, was unser Leben auf der Straße durch die Kommunikation mit anderen Geräten und Fahrzeugen verbessert.

Der Rennsport macht es vor

Vom Antiblockiersystem bis hin zu Rückspiegeln - der Motorsport hat eine Reihe von Pionierleistungen erbracht, die heute bei den Fahrzeugen, die wir täglich fahren, als Standard gelten. Ein modernes Formel-1-Auto ist ein perfektes Beispiel eines vernetzten Fahrzeuges.

Im Laufe eines Rennwochenendes verarbeitet ein Formel-1-Team rund 2 TB Daten aus jedem Auto. Eine ganze Reihe von Sensoren sammelt Informationen über Kräfte, Temperaturen, Verschiebungen und Druck im Fahrzeug, so dass die Ingenieure und Fahrer ein vollständigeres Bild der Leistung des Autos erstellen – und damit den Fahrern dabei helfen können, die schwer fassbaren zusätzlichen Sekundenbruchteile zu reduzieren. In der vollelektrischen Formel-E-Serie überwachen 150 Sensoren die Vitalwerte jedes Fahrzeugs während des Qualifyings, obwohl nur ein Bruchteil davon während des Rennens verwendet werden kann.

Während Teams wie Mercedes AMG Petronas, Red Bull und Ferrari die gesammelten Daten nutzen, um ihre Autos auf der Strecke schneller zu bewegen, gibt es einen sekundären Vorteil: Die dort gewonnenen Erkenntnisse kommen nach und nach in die kommerziellen Fahrzeuge, die wir heute auf der Straße sehen – und formen so Stück für Stück unsere Zukunft.

Die Automobilindustrie übernimmt es

Anstatt ihm zu sagen, wie er schneller durch die Kurven fahren könnte, warnt beispielsweise die sensorbasierte vorausschauende Wartungstechnologie den Fahrer, wann ein Teil ausfällt. So können Cloud-basierte Algorithmen die Wahrscheinlichkeit eines Ausfalls durch die Überwachung des Akkuzustandes in Echtzeit bewerten und den Fahrer über sein Smartphone im Voraus warnen.

Diese Art von Technologie basiert auf der Datenübertragung zwischen Auto und Server, ein Bereich, in dem auch von Formel-1-Teams Pionierarbeit geleistet wird. Der größte Teil der gesammelten Daten kann dort nur übertragen werden, wenn das Auto in der Box steht. Wie bei allem im Motorsport ist hierbei Zeit von entscheidender Bedeutung.

Seit 2017 verwenden die Teams zwei drahtlose Standards für die Datenübertragung. Die Übertragung beginnt, sobald das Auto in die Boxengasse einfährt. Wenn es sich innerhalb von vier Metern von der Garage befindet, schaltet es auf einen schnelleren 1,9 Gigabit pro Sekunde Upload um. Das bedeutet, 1 Gigabyte Daten kann in weniger als fünf Sekunden übertragen werden.

Mit der zunehmenden Vernetzung von Straßenfahrzeugen wird die Übertragung großer Datenmengen in Echtzeit auch dort entscheidend für den reibungslosen Ablauf sein, insbesondere wenn menschliche Fahrer von der Gleichung ausgeschlossen werden. Die Einführung der 5G-Technologie ist eine wesentliche Voraussetzung dafür, denn: Die Reichweite, die Latenz und die Geschwindigkeit werden gegenüber den derzeitigen 4G-Netzen noch einmal deutlich verbessert.

Fahrzeuge kommunizieren lassen

Anders als auf einer Rennstrecke fahren nicht alle Fahrzeuge auf der Straße in die gleiche Richtung. An dieser Stelle kommt V2X ins Spiel. V2X steht für die bidirektionale Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und anderen Geräten in der Umgebung, konkreter für Vehicle-to-Everything.

Dieser Austausch ist grundlegend für die Leistungsfähigkeit eines selbstfahrenden Autos. Es ermöglicht jedem Fahrzeug, ein Netzwerk von Straßen voller Verkehr, Fußgänger und anderer Gefahren durch konstante Kommunikation mit fast allem, was auf der Straße unterwegs ist, zu navigieren.

Während die Formel 1 in dieser Hinsicht nicht besonders hilfreich ist, treibt eine andere Rennserie autonome Fahrzeuge bereits an ihre Grenzen. Roborace ist Motorsport mit völlig autonomen Fahrzeugen – die Rennserie befindet sich in seiner ersten experimentellen Saison - Saison Alpha. Die äußeren Grenzen der Streckenführung werden im Voraus von Personen, die hochpräzise GPS-Systeme auf Rollern tragen, im Voraus abgetastet. Sobald das Auto weiß, wo der Asphalt endet, müssen die Algorithmen des Teams den schnellsten Weg auf der Strecke finden - ohne gegen die anderen zu stoßen.

Vom Roboracing lernen

Die Devbot-2.0-Autos von Roborace sind mit fünf Lidar-Sensoren (Lichterkennungs- und Entfernungsmessung), zwei Radar, sechs Kameras und 18 Ultraschallsensoren ausgestattet, die es ihnen ermöglichen, Rennstrecken mit einer Geschwindigkeit von über 300 km/h ohne Kollisionen zu befahren. Selbst wenn es zu einem Unfall käme, macht die Abwesenheit von Menschen die Rennstrecke zu einem weitaus sichereren Testgelände für V2X- und selbstfahrende Fahrzeuge als eine normale Straße.

Das Potenzial von V2X beschränkt sich jedoch nicht nur auf autonomes Fahren - es wird auch das Erlebnis der Passagiere verbessern. In Zukunft werden Fahrzeuge mehr als nur ein Verkehrsmittel sein und den Fahrgästen Unterhaltung im Auto bieten. Dies gilt insbesondere für fahrerlose Fahrzeuge, bei denen die Unterhaltung weit über das Radio oder das Onboard-Video hinausgeht.

Die autonomen Autos transportieren die Fahrgäste auf ihrem Arbeitsweg oder auf Reisen zu weit entfernten Orten. Während dessen können die Fahrgäste über eine stabile 5G-Verbindung im Auto diverse Unterhaltungsformen nutzen – schließlich müssen sie nicht mehr selbst fahren oder navigieren. Diese neu gewonnene Freizeit für den Medienkonsum wird neue Umsatzmöglichkeit für Automobil-, Telekommunikations-, Werbe- und Content-/Streamingunternehmen bedeuten, die um die Aufmerksamkeit der Passagiere buhlen.

Mit einem starken Fokus auf Innovation testet der Motorsport neue Technologien und erweitert die Möglichkeiten. Mit IoT und verbesserter V2X-Kommunikation transportieren diese Innovationen das neue vernetzte Fahrerlebnis noch näher an die Kunden und unser alltägliches Leben.

* Tim Sherwood arbeitet als Vice-President – Business Development, Mobility & IoT Solutions, bei Tata Communications.

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