Auto/Motor

Drohende Zusammenstöße von fliegenden Drohnen oder Autos im Verkehr vorab
berechnen und damit vermeiden: Das ist das Ziel von Darius Burschka. Dafür
verfolgt der Professor der Technischen Universität München (TUM) jeden
Punkt eines Bildes, das die Kameras einer Drohne in der Luft oder eines
Fahrzeugs auf der Straße macht. Prinzipiell geht er genau so vor, wie es
Seefahrer mit der stehenden Peilung schon immer gemacht haben.

Das Facettenauge einer Wespe brachte Burschka auf eine Idee. Dadurch, dass
das Insekt seinen Körper horizontal hin- und herschwenkt, sondiert sie,
welche Gegenstände nah sind und welche weiter weg. So baut sie ihre
mentale Landkarte auf, wenn sie unterwegs ist.

Luftraum und Straßenverkehr: 60 Messungen pro Sekunde für mehr Sicherheit

Ähnlich funktioniert eine Lösung, mit der Burschka, Co-Head für Perzeption
im Munich Institute of Robotics and Machine Intelligence (MIRMI) der TUM
herausfindet, ob Drohnen oder Autos ein Zusammenstoß mit anderen Objekten
droht. 60 Mal pro Sekunde checkt sein Computersystem die Bildpunkte einer
Kamera und bestimmt die „Kollisionsverhältnisse“. „Wir verfolgen bis zu
einer Million Pixel eines Bildes in Echtzeit“, erläutert Burschka. Für die
Berechnung dieses so genannten optischen Flusses braucht er keinen
Supercomputer, sondern „nur“ einen sehr leistungsfähigen Grafikprozessor,
der die Bildverarbeitung übernimmt und einen weiteren Prozessor, der die
Kollisionswege auswertet und eine Kamera. „Wir sehen uns die Merkmale im
Bild an, die detektierbar sind und schauen, wie sie sich über das Bild
bewegen“, beschreibt Burschka.

Zweidimensionale Bilder als Grundlage: Wie bei der stehenden Peilung in
der Schifffahrt

Der TUM-Professor benötigt für die Berechnung der aktuellen Gefahr einer
Kollision nur zweidimensionale Bilder aus einer Perspektive, wie die
Wespe, die einzelne Punkte fixiert und deren Veränderung wahrnimmt. Oder
wie ein Seemann, der nach der stehenden Peilung vorgeht. Ein Schiff ist
nach Definition der „stehenden Peilung“ dann auf Kollisionskurs, wenn sich
bei Annäherung der Fahrzeuge die Peilung nicht oder nur geringfügig
ändert. „Ein Zusammenstoß ist dann am besten detektierbar, wenn man darauf
achtet, welche Objekte um einen herum sich nicht bewegen“, sagt Burschka.
Der Wissenschaftler der TUM berechnet, wo und in welcher Entfernung
Objekte an der Kamera vorbeifliegen, also die „Beobachtungsebene
durchstoßen“. Herkömmlicherweise nutzen etwa Experten für das autonome
Fahren mehrere Kameras, die die Abstände zu anderen Objekten über Vektoren
im Nahbereich berechnen. „Wenn die Objekte weit von der Kamera entfernt
sind, liefert das 3-D-Verfahren keine zuverlässigen Ergebnisse mehr“,
erläutert Burschka. Dann ist die Bewegung der einzelnen Punkte zwischen
den Bildern nicht mehr wahrnehmbar.

Paradigmenwechsel: Time to Interaction löst die metrische
Zustandsbestimmung ab

Mit der neuen Methode werden Objekte, die noch weit weg sind, aber dem
Betrachtenden sehr schnell direkt entgegenkommen, als gefährlicher erkannt
als andere, die augenblicklich näher sind, sich aber in die gleiche
Richtung wegbewegen. „Damit wird die Priorisierung nicht aufgrund der
Bewegung, sondern aufgrund der dynamischen Kollisionsverhältnisse
durchgeführt“, so Burschka. Sämtliche „Merkmale“ im Bild sind nun unter
Beobachtung und die potenziell gefährlichen lassen sich entsprechend
kennzeichnen. „Wir messen die Time to Interaction“, sagt Burschka, also
die Zeit, die vergeht, bis es zu einer Kollision kommt. Die neue Methode
erlaubt es den Wissenschaftler:innen Bewegungen mit einer einzelnen Kamera
zu analysieren, wobei sich die Kamera ebenso bewegt wie das Objekt. “Im
Gegensatz zur metrischen Rekonstruktion ist dieser Ansatz deutlich
günstiger und robuster“, ist Burschka überzeugt. Der Einsatz der Time to
Interaction wäre also ein Paradigmenwechsel für die Forschung. Einsetzen
will der Professor seine Erfindung bei Drohnen, in vernetzten Fahrzeugen
und in der Servicerobotik.

HfWU-Institut für Automobilwirtschaft (IfA) und Fraunhofer-Institut für
Arbeitswirtschaft und Organisation (IAO) erstellen Studie zu zukünftiger
Beschäftigung im Kfz-Gewerbe

Das Kfz-Gewerbe und seine Mitarbeitenden müssen sich verstärkt auf neue
Antriebsvarianten, veränderte Vertriebsmodelle und digitale Arbeitsweisen
einstellen. Wie verändern sich Beschäftigung, Arbeitsvolumen und
Jobprofilekonkret? Und wie kann sich das Kfz-Gewerbe zukunftsfähig
aufstellen? Diesen Fragen ging die Landesagentur e-mobil BW gemeinsam mit
dem Landeswirtschaftsministerium, dem Verband des Kraftfahrzeuggewerbes
Baden-Württemberg und der IG Metall Baden-Württemberg in einer Studie
nach. Erstellt wurde die Studie vom Fraunhofer-Institut für
Arbeitswirtschaft und Organisation (IAO) und dem Institut für
Automobilwirtschaft (IfA) an der Hochschule für Wirtschaft und Umwelt
(HfWU) in Geislingen (Steige).

Die Studie „Beschäftigungseffekte im Kfz-Gewerbe 2030/2040“prognostiziert
sowohl deutschland- als auch landesweit eine Abnahme der
Beschäftigtenzahlen im Kfz-Gewerbe. Bis zum Jahr 2030 gehen die
Mitarbeiterzahlen um etwa 18 Prozent von heute 435.000 (Baden-Württemberg:
78.300) auf 356.000 (64.000) zurück. Bis 2040 werden rund 28 Prozent
weniger Personen im Kfz-Gewerbe tätig sein. Am stärksten sind die
Zentralabteilungen mit verwaltungsorganisatorischen Aufgaben bis zum Jahr
2040 vom Rückgang betroffen. Auch in den Bereichen Handel sowie Werkstatt
und Teile mit Verkaufsberater:innen und Kfz-Mechatroniker:innen werden die
Beschäftigtenzahlen deutlich sinken.

Die zunehmende Fahrzeugdigitalisierung, die Digitalisierung von
Geschäftsprozessen, die Elektrifizierung des Antriebstrangs und veränderte
Vertriebsmodelle sind hauptverantwortlich für den Wandel im Kfz-Gewerbe.
„Es wird eine Stärkung der Online-Plattformen zu Lasten der Autohäuser
kommen“, so eine Prognose von Prof. Dr. Benedikt Maier vom Institut für
Automobilwirtschaft (IfA).

Um das eigene Geschäftsmodell neu auszurichten, fallen zudem hohe
Investitionskosten an. Langfristig prognostizieren die Studienautoren
daher, dass sich fabrikatsunabhängige Betriebe deutlich schwerer im
Wettbewerb halten können und sich fabrikatsgebundene Betriebe vermehrt
zusammenschließen werden.

Die Vermittlung innovativer Mobilitätsdienstleistungen und
Ladeinfrastruktur könne einen neuen Tätigkeitsschwerpunkt in Autohäusern
darstellen. Es gelte daher, sich über Zusatzleistungen und
Beratungsservices vom Wettbewerb abzugrenzen. Dabei müssten bestehende
Kundensegmente gesichert und neue erschlossen werden, so Franz Loogen von
der Landesagentur e-mobil BW.

Kleine und mittlere Unternehmen des Kfz-Gewerbes werden mit Blick auf eine
zukunftsfähige Ausrichtung unterstützt. Das Land Baden-Württemberg bietet
dazu eine neutrale und kostenfreie Anlaufstelle, die Landeslotsenstelle
Transformationswissen BW. Darüber hinaus bietet die Zukunftsinitiative
Handwerk 2025 ergänzende Unterstützungsangebote für Handwerksbetriebe, wie
Personalberatung, Intensivberatung Strategie und Nachhaltigkeit,
Erfahrungsaustausch und Werkstatt-Formate sowie Transfer- und
Modellprojekte. Die Initiative wird vom Wirtschaftsministerium gemeinsam
mit den Handwerksorganisationen umgesetzt.

Alle Publikationen sowie die neue Studie „Beschäftigungseffekte imKfz-
Gewerbe2030/2040“ sind kostenfrei unter
www.e-mobilbw.de/service/publikationen abrufbar.

U-Bahnen ohne Fahrer sausen durch den Nürnberger Untergrund und in Kronach
fahren autonome Shuttle-Busse. Es sind die ersten Zeichen einer
Entwicklung, die unsere Mobilität für immer verändern wird. Der
Studiengang Autonomes Fahren der Hochschule Coburg und der Thinktank von
Valeo in Kronach-Neuses bringen das Thema weiter voran.

Neben dem großen Valeo-Industriegebäude befindet sich im oberfränkischen
Kronach-Neuses auch ein Gebäude mit einer eigenen Testhalle und -strecke
nur fürs Autonome Fahren. Über 100 Expertinnen und Experten arbeiten hier
bei einem Weltmarktführer für Sensorik an der nächsten Stufe der
revolutionären Technologie. Es wird programmiert, simuliert und getestet.
Ein Thinktank für Autonomes Fahren. „Zunächst gibt es nur das Fahrzeug,
ein paar Sensoren und Steuerungselemente“, sagt Toni Baric. „Erst durch
den Programmiercode entsteht etwas Intelligentes, das selbstständig
Entscheidungen treffen kann.“ Der Programmiercode ist wie im Märchen der
Feenstaub: Er haucht den Fahrzeugen autonomes Leben ein. Die Expert:innen
schauen ihren „Babys“ dann beim Fahrenlernen zu.

Seit 2020 gibt es den Master-Studiengang Autonomes Fahren der Hochschule
Coburg am Lucas-Cranach-Campus in Kronach. Toni Baric stammt aus Kroatien
und arbeitete zunächst für eine Job-Agentur in Thüringen, die Fachkräfte
aus seiner Heimat nach Deutschland bringt. Während der Pandemie beschloss
er, ein Studium mit Perspektive zu beginnen und sich ein neues Leben in
Deutschland aufbauen. Schon nach dem ersten Semester Autonomes Fahren
hatte er eine Festanstellung bei Valeo sicher.

Von Russland in den Frankenwald

„Autonomes Fahren ist zukunftsträchtig“, sagt auch Artem Lukin. Während
seines Bachelorstudiums in Russland entdeckte er sein Interesse am
Programmieren. Über Studieninformationsseiten fand er den Weg nach Kronach
und begann hier das Masterstudium. „Da ich nicht nur am PC sitzen möchte,
sondern auch tüfteln wollte, war Autonomes Fahren genau das Richtige für
mich.“ Aktuell sammelt er als Praktikant bei Valeo Praxiserfahrungen.

Die Funktionen beim Autonomen Fahren sind neuartig und sie sind komplex.
In der Regel arbeiten sie nicht auf Anhieb effektiv. Artem Lukin erklärt
dies so: „Aufwändige Projekte werden untereinander aufgeteilt und jeder
ist für seinen Part verantwortlich. Dann werden die Algorithmen ins
Gesamtsystem integriert. Ab da heißt es: viel testen, um Fehler zu
erkennen, die dann schrittweise korrigiert werden, bis es klappt.“ Das
anfängliche Scheitern sowie die stetige und schnelle Verbesserung sind
fester Bestandteil des Entwicklungsprozesses. Diese agile Arbeitsweise
lernen die Studierenden bereits im Rahmen ihres Studiums intensiv kennen.

Teamwork und Projektarbeit

Festgefahrene Stundenpläne und Vorlesungen gibt es nicht im Studiengang
Autonomes Fahren der Hochschule Coburg. Vielmehr arbeiten die Studierenden
an konkreten Projekten, entwickeln ihre eigene Produktlösung, testen diese
und entwerfen sogar Vermarktungskonzepte. Die Studierenden bilden ein
Projekt-Team und nehmen hierbei unterschiedliche Rollen ein. Durch dieses
neuartige Studienkonzept entsteht eine besondere Dynamik. Studierende
lernen nicht nur das Fachliche, sondern entwickeln auch ihre
zwischenmenschlichen Fähigkeiten – auch dank des aktiven Coachings durch
die Dozent:innen weiter.

Dieses Konzept war für Lea Städtler letztlich entscheidend dafür, in
Kronach zu studieren: „Nach meinem Bachelor-Abschluss in Leipzig war mir
klar, dass ich nicht weiter monoton auswendig lernen, sondern mein Wissen
direkt praktisch anwenden wollte. Hier studieren wir nicht, sondern wir
arbeiten an echten Projekten. Wie in der Praxis üblich, mit klaren
Aufgabenpaketen und Feedbackrunden, dank derer man sich fachlich und auch
persönlich weiterentwickelt.“ Das Studium ist arbeits- und zeitintensiv,
dafür hat man schon nach drei Semestern den Master und viele
praxisrelevante Erfahrungen in der Tasche.

Wie Nutzer:innen die Technologie erleben

In einem aktuellen Projekt beschäftigen sich die Studierenden mit der
Frage, wie automatisierte Bus-Shuttles durch Teleoperator:innen gesteuert
werden können. Zur Zeit müssen Operator:innen unter anderem aus
rechtlichen Gründen noch im Shuttle mitfahren. Teleoperator:innen können
von einem Leitstand aus mehrere Shuttles gleichzeitig steuern. In
kritischen und für das Fahrzeug unbekannten Situationen können sie
einschreiten und das Fahrzeug manuell steuern. Die Herausforderung ist,
die Übernahme des Fahrzeugs so einfach und kontrolliert wie möglich zu
gestalten. Wichtig sind nicht nur Technik und Kommunikation zwischen
Fahrzeug und Leitstand, sondern auch, dass für die Teleoperator:innen alle
Elemente im Bedienfeld systematisch und übersichtlich angeordnet sind,
dass die Sitzposition angenehm ist und der Mensch optisches und haptisches
Feedback bekommt: beispielsweise Vibration am Lenkrad, damit das
Fahrgefühl möglichst echt ist. Lea Städtler hatte sich gleich beim ersten
Projekt für die User Experience interessiert und darauf spezialisiert.
„Autonomes Fahren wird die gesamte Mobilität verändern, da spielt das
Erlebnis der Nutzer:innen eine ganz besondere Rolle, die ich aktiv
mitgestalten möchte.“ Sie schreibt ihre Masterarbeit zum Thema User
Experience von Leitständen.

Othmane Megzari hat seinen Abschluss bereits gemacht. Das Jobangebot zur
Festanstellung bei Valeo hatte er schon während des Studiums in der
Tasche. Er hat sich schon immer für Autos interessiert und wollte
unbedingt in diesem Bereich arbeiten. Da er dafür in seiner Heimat Marokko
keine Chance sah, kam er nach Deutschland. Manchmal vergisst er bei der
Arbeit die Zeit, weil ihm das Programmieren und das direkte Ausprobieren
am Fahrzeug so viel Spaß machen. „Zu Beginn sieht man die Fortschritte
noch nicht, doch dann, mit jedem Test werden sie erkennbar. Das motiviert
dann zusätzlich. Es macht einfach Spaß zu sehen, was man wieder geschafft
hat.“

Viele Möglichkeiten

Autonomes Fahren ist abwechslungsreich. Es betrifft nicht nur Autos, Lkw
und Shuttle-Busse, es gibt beispielsweise in der Intralogistik auch
autonom fahrende und arbeitende Gabelstapler, die Regallager selbstständig
befüllen. Die Zukunft bietet viele Möglichkeiten: Transportschiffe,
Liefer-Drohnen, alle Maschinen, die sich im Raum bewegen, können autonom
gestaltet werden. Zum einen kann damit dem Fachkräftemangel
entgegengetreten werden. Zum anderen können Mitarbeitende sich somit auf
wichtigere Aufgaben konzentrieren, die Expertise, Kreativität oder
Sozialkompetenz benötigen. Die revolutionäre Technologie fasziniert, wird
teils aber auch skeptisch beäugt.

Valentin Schäffer ist das gut bekannt. Er kam aus München zum Studium nach
Kronach: „Meine Freundin stand dem autonomen Fahren zunächst skeptisch
gegenüber.“ Er schätzt den familiären Flair in Kronach, außerdem reizt ihn
das Neuartige seines Masterstudiengangs: „In anderen Bereichen wie
Fahrzeugtechnik oder Maschinenbau geht es häufig darum: „Wie machen wir
das besser, effizienter?" Beim Autonomen Fahren geht es im Gegensatz dazu
darum, etwas ganz Neues zu entwickeln.“ Er berichtet vom Shuttle, das  in
Kronach 18km/h fährt. „Es haut alle paar Meter eine kräftige Bremse rein.
Wenn man da drin sitzt, erlebt man: Es fährt gar nicht so langsam, wie man
von außen denkt. Man erlebt was Neues.“ Aktuell arbeitet er neben seinem
Studium als Werkstudent bei Valeo. Und am Valeo-Family-Day ist seine
Freundin zum ersten Mal mit dem Shuttle gefahren. „Danach hat sie
andauernd von diesem Erlebnis geschwärmt.“