Automatisches Einparken: Wenn Autos allein durchs Parkhaus fahren
Mit Technik von Bosch wird der Traum vom fahrerlosen Parkservice wahr. Dank Automated Valet Parking sucht sich das Fahrzeug im Parkhaus selbst einen Stellplatz und parkt ein. Bosch-Projektleiter Simon Laubenberger erklärt, welche Vorteile das bringt.
Parken macht Spaß, wenn man sich nicht darum kümmern muss. Einfach ankommen und aussteigen, während die Suche nach einem Fahrzeugstellplatz jemand anderes übernimmt. Diesen lang gehegten Traum vieler Autofahrer machen Bosch, Mercedes-Benz und der Parkhausbetreiber APCOA gemeinsam wahr. Im Parkhaus P6 des Stuttgarter Flughafens führen die drei Partnerunternehmen ein Pilotprojekt zu Automated Valet Parking durch. Dabei handelt es sich um eine Bosch-Technologie, mit der Fahrzeuge freie Parkplätze automatisiert ansteuern und einparken.
„Gemeinsam wollen wir Autofahrern die Probleme rund ums Parken abnehmen“, sagt Simon Laubenberger, der das Kooperationsprojekt bei Bosch leitet. Als Testfahrzeug nutzen er und sein Team die neue Mercedes-Benz S-Klasse, die als weltweit erstes Serienfahrzeug mit der notwendigen Technik an Bord für einen künftigen infrastrukturbasierten Automated Valet Parking-Betrieb vorgerüstet ist. An fünf Beispielen erklärt Simon, wie fahrerloses Parken den Alltag von Autofahrern erleichtert und wie die Lösung funktioniert.
1. Schluss mit der Parkplatzsuche
Wer einen Flieger erreichen muss, hat es oft eilig. Da kann die Parkplatzsuche ganz schön Stress verursachen. Automatisiertes Parken erspart den Fahrern diese Hektik. „Über eine App kann sich der Nutzer im Voraus einen Parkplatz buchen und hinterlegt dort sein Kennzeichen und seine Zahlungsmethode“, sagt Simon. Fährt der Nutzer an die Parkhaus-Einfahrt heran, erkennt eine Kamera das Fahrzeugkennzeichen und öffnet die Schranke automatisch – ein Einfahrticket ist nicht mehr nötig. Im Parkhaus steigt der Nutzer in einem Drop-off-Bereich aus und schickt seinen Wagen – ebenfalls per App – auf die fahrerlose und vollautomatisierte Parkplatzsuche. Dies entspricht der zweithöchsten Autonomiestufe nach Level 4 in der Klassifizierung der SAE International (Society of Automotive Engineers). „Dennoch benötigen Fahrzeuge lediglich Serientechnik, um automatisiertes Parken nutzen zu können“, sagt Simon. In der S-Klasse wurde das Parksteuergerät um ein spezielles Modul mit einer WLAN-Schnittstelle ergänzt. Damit kommuniziert das Fahrzeug mit dem Automated Valet Parking-Server im Parkhaus und empfängt von diesem Fahrbefehle. Der Rest der Automated Valet Parking-Technologie steckt im Gebäude.
180 smarte Kameras
sind an den Decken des Pilotparkhauses P6 am Stuttgarter Flughafen installiert und leiten die S-Klasse zu ihrem Parkplatz.
2. Keine Kratzer
Beim Parken kann es schnell passieren, dass man ein anderes Fahrzeug streift. Mit der intelligenten Automated Valet Parking-Infrastruktur gehören solche Kratzer und Dellen jedoch der Vergangenheit an. Im Pilotparkhaus wurden rund 180 Bosch-Stereokameras an den Decken installiert, die integrierte Algorithmen nutzen, um Objekte zu erkennen und Entfernungen zu messen. Diese Bild- und Metadaten werden an einen Server weitergeleitet, der in einem separaten Raum des Gebäudes steht. „Auf dem Server ist eine digitale Karte gespeichert, ein vereinfachter Architekturplan des Gebäudes. Darauf ist das Parkhaus in kleine Planquadrate eingeteilt, die nur wenige Zentimeter groß sind“, sagt Simon. „Der Server ordnet die Kameradaten den einzelnen Planquadraten zu und erkennt an Parametern wie der Größe und der Bewegungsrichtung, wo sich Personen, Objekte und die S-Klasse befinden und welche Parkplätze noch frei sind.“
Sicheres System
Mehrmals pro Sekunde wird der Fahrbefehl für das Fahrzeug berechnet. An diesem Prozess sind zwei voneinander unabhängige Server beteiligt. Nur wenn beide zum selben Ergebnis kommen, wird die Freigabe erteilt.
Um die S-Klasse durch das Parkhaus zu leiten, nutzt der Server einen vordefinierten Pfad, der auf der digitalen Karte hinterlegt ist. „Der Pfad besteht aus vielen Einzelsegmenten, die jeweils Vorgaben enthalten – etwa zur Fahrgeschwindigkeit oder zu einem Kurvenradius“, so Simon. Der Server berechnet für jedes Segment einen Fahrbefehl, schickt ihn an das Fahrzeug und leitet es so Stück für Stück bis in die Parklücke. Von außen lässt sich das jedoch nicht wahrnehmen, denn die S-Klasse fährt in einer fließenden Bewegung an ihr Ziel.
Im Pilotparkhaus setzt Bosch erstmals Kameras statt LIDAR-Sensoren ein. „Diese haben den Vorteil, dass sie kostengünstiger sind, die Fahrspur nicht verengen und sich unauffälliger in das Gebäude integrieren lassen“, sagt Simon. Die Kameras eignen sich außerdem zum Nachrüsten, wodurch auch ältere Gebäude in High-Tech-Parkhäuser umgewandelt werden können.
3. Mehr Sicherheit für Fußgänger
Wenn Passanten unerwartet die Fahrspur kreuzen, kann es auch in Parkhäusern zu Unfällen kommen. Mit Automated Valet Parking werden solche Gefahren vermieden. Die Kameras erfassen selbst kleine Hindernisse auf den Fahrspuren. Sie senden diese Informationen an den Server, der sie blitzschnell an die Fahrzeuge im jeweiligen Abschnitt weiterleitet. Der Bodenbelag hat ein spezielles Sprenkelmuster, das die Kameras zusätzlich bei der Objekterkennung unterstützt. Befindet sich ein Hindernis mehrere Meter von der S-Klasse entfernt, verlangsamt sie zunächst ihre Fahrt und bleibt dann vier Meter davor stehen. Sollte sich das Hindernis bereits näher am Fahrzeug befinden, etwa ein Fußgänger oder ein rollender Koffer, bremst es sofort ab. „Der Fahrbefehl wird mehrmals pro Sekunde berechnet und zwar parallel auf dem Hauptserver und auf einem zweiten Server.
Nur wenn beide Rechner eine Freigabe erteilen, wird der Fahrbefehl an die S-Klasse gesendet. Bleibt dieser aus, hält das Fahrzeug sofort an“, sagt Simon. Damit ist das Fahrzeug schneller als ein durchschnittlicher Autofahrer, denn die sogenannte Schrecksekunde fällt weg, in der das menschliche Gehirn eine Gefahr zuerst verarbeitet, ehe es handelt. Darüber hinaus ist das Automated Valet Parking-System mehrfach abgesichert: Verschiedene Überwachungsprogramme prüfen permanent die Funktionsfähigkeit aller Komponenten und werden ihrerseits wieder von Sicherheitssoftware überwacht. Durch die hohen Sicherheitsvorkehrungen eignet sich Automated Valet Parking auch für den Mischbetrieb. Das bedeutet: Von Menschenhand und autonom gesteuerte Fahrzeuge behindern sich im Parkhaus nicht gegenseitig und Fußgänger sind geschützt.
Mehr Parkplätze
Bis zu 20 Prozent mehr Fahrzeuge passen mit Automated Valet Parking auf die bestehende Parkhausfläche – unter anderem, weil sie enger beieinanderstehen können.
4. Nie wieder zugeparkt
Dank automatisiertem Parken müssen sich Autofahrer nicht mehr durch enge Türspalte zwängen, weil das Fahrzeug auf dem Nachbarstellplatz zu dicht am eigenen Wagen parkt. Stattdessen rufen Automated Valet Parking-Nutzer ihr Fahrzeug per App in den Pick-up-Bereich und lassen sich dort abholen. Weil die Fahrzeuge völlig autonom parken, können sie auf den Automated Valet Parking-Parkplätzen auch sehr nah beieinanderstehen. „Bei zunehmender Verbreitung von fahrerlosem Parken könnten bis zu 20 Prozent mehr Fahrzeuge auf die Parkhausflächen passen“, sagt Simon. Künftig könnte sich das System auch um den Ladestand von Elektrofahrzeugen kümmern. Bosch entwickelt derzeit einen Service, bei dem geparkte E-Fahrzeuge automatisiert und fahrerlos zum Laden fahren. In einem solchen Fall wird das Fahrzeug mittels Automated Valet Parking an eine Ladesäule gelotst, wo ein Roboterarm das Ladekabel einsteckt. Nach dem Ladevorgang fährt das Auto wieder zurück auf seinen ursprünglichen Stellplatz.
5. Keine Warteschlangen mehr
Mit Automated Valet Parking müssen Autofahrer auch nicht mehr an Kassenautomaten anstehen, denn der manuelle Bezahlvorgang entfällt. Stattdessen wird nach Ende der Parkhausnutzung automatisch bezahlt: Eine Kamera erfasst das Fahrzeugkennzeichen, sobald der Nutzer aus dem Parkhaus fährt, identifiziert die dazugehörige Buchung und zieht die Parkgebühr über die App ein. Auf diese Weise automatisiert Automated Valet Parking den gesamten Prozess im Parkhaus – und erspart Autofahrern dadurch viel Stress und Ärger.
Bosch rechnet damit, dass der Serienbetrieb von Automated Valet Parking im Parkhaus P6 bis Herbst 2021 behördlich freigegeben wird. Auch in anderen Ländern ist Bosch bereits im Gespräch mit Autobauern und Parkhausbetreibern. Denn egal in welches Land der Erde man schaut: Auf Parkplatzsuche geht niemand gern.