Analyse: Teslas erster tödlicher Unfall

Jetzt ist es passiert: ein Teslafahrer verunglückte tödlich in einem Tesla. Ist das nunmehr das Ende von selbstfahrenden Fahrzeugen? Wirft das die Entwicklung um Jahre zurück? Nicht unbedingt, denn wie so oft er Fall, kommen hier ganz bestimmte Umständen zusammen. Und das sehen wir uns an.

Zuerst ist hier interessant, wie der Unfall zustanden kam. Laut ersten Berichten war der Wagen mit eingeschaltetem Autopiloten unterwegs. Gemäß einem Blogeintrag von Tesla passierte am 7. Mai 2016 folgendes:

Weder der Autopilot noch der Fahrer bemerkten die weiß gestrichene Seite eines Lastwagenanhänger gegen helles Sonnenlicht, deshalb aktivierten die Bremsen nicht. Die Höhe des Sattelschleppers in Kombination mit dessen Position auf der Straße – eine äußerst rare Zusammenkunft von Umständen – riefen eine Kollision hervor, die das Modell S unter den Anhänger schoben, wobei die Anhängerunterseite mit der Windschutzscheibe des Modell S kollidierte.

Der links in eine Seitengasse abbiegende Sattelschlepper blockierte damit die Straße für den entgegenkommenden Verkehr. Und für so ein Szenario sind diese Kamerasysteme nicht ausgelegt. Sie sind darauf spezialisiert Auffahrunfälle zu vermeiden. Der Sattelschlepper von de Seite her betrachtet erschien dem System offensichtlich von den Sensorsignalen aus wie ein überhängendes Straßenschild. Damit lässt sich auch das Verhalten des Autos erklären, das nach dem Unfall zuerst mal weiter fuhr und erst dann zum Stehen kam.

(C) Electrek

Auch reden wir hier von Autobahngeschwindigkeiten, die die Reaktionszeit drastisch herabsetzen. Es kann aufgrund einer ersten Unfallanalyse auch ein Fehlverhalten des LKW-Fahrers vorliegen, der vielleicht auch ohne dem Autopilot-Modus zu einem solchen Unfall geführt hätte.

Ist damit nun das Horrorszenario eingetreten, das immer wieder hervorgerufen wird, nämlich das Trolley-Problem? Ist damit autonomes Fahren weg vom Fenster weil gezeigt wurde, dass es nicht funktioniert?

Autopilot ist nicht autonomes Fahren

Dazu muss man verstehen, dass Teslas Autopilotfunktion nicht autonomes Fahren bedeutet. Die amerikanische Verkehrssicherheitsbehörde NHTSA definierte 2013 fünf Level von autonomen Fahren:

Level 0 – Keine Automation: Der Fahrer hat zu jedem Zeitpunkt die vollständige und alleinige Kontrolle über die primären Bedienelemente des Fahrzeugs – Bremsen, Lenkrad, Gaspedal und Fahrbeweggrund.

Level 1 – Funktionsspezifische Automation: Eine oder mehrere spezifische Funktionen sind automatisiert. Beispiele dafür sind ABS oder die elektronische Stabilitätskontrolle die es dem Fahrer erlauben schneller zu bremsen oder rascher die Kontrolle über das Fahrzeug wieder zu erlangen, als es ohne diese Funktionen möglich wäre.

Level 2 – Funktionskombinierte Automation: Zwei oder mehr der funktionsspezifischen Automation werden kombiniert und arbeiten zusammen. Als Beispiel gelten die Cruise Control in Kombination mit einem automatisierten Spurhaltesystem.

Level 3 – Beschränkte Selbstfahrende Automation: Unter bestimmten Verkehrssituationen und Umweltbedingungen können diese Fahrzeuge ohne weiteres Zutun des Fahrers die vollständige sicherheitskritische Kontrolle übernehmen. Vom Fahrer wird aber erwartet für gelegentliche Eingriffe während der Fahrt bereits zu stehen. In Situationen die das Fahrzeug nicht mehr meistert wird mit ausreichender Warnzeit die Kontrolle wieder an den Fahrer übergeben. Googles selbstfahrende Fahrzeuge fallen momentan unter diese Kategorie

Level 4 – Vollständig Selbstfahrende Automation: Das Fahrzeug kann alle sicherheitskritischen Fahraspekte vollständig und für die Gesamtdauer der Fahrt ausüben. Ein solches Fahrzeug erwartet vom Passagier die Eingabe des Fahrziels oder von Navigationsdetails, es wird aber nicht erwartet dass das Fahrzeug die Steuerung an den Passagier abgibt. Dieser Level schließt besetzte oder unbesetzte Fahrzeuge mit ein.

Teslas Autopilot ist Level 2 bis 3 – beschränkte selbstfahrende Automation. Dabei wird erwartet, dass der Fahrer jederzeit Kontrolle wieder übernehmen kann. D.h. der Fahrer kann nicht einfach lesen oder schlafen, sondern muss aktiv aufmerksam sein und nach ausreichender Warnzeit – üblicherweise zwischen 5 und 10 Sekunden – die Kontrolle über das Fahrzeug übernehmen können.

Das wiederum scheint der tödlich verunglückte Teslafahrer nicht getan zu haben. Ersten Berichten zufolge soll er einen Film (Harry Potter, wen’s interessiert) geschaut haben. Das ist natürlich heute nach wie vor verboten und fahrlässig.

Sensor

Welche Sensoren benötigt man in selbstfahrenden Fahrzeugen, damit sie die Umgebung wahrnehmen und sicher fahren können ? Eine ganze Menge jedenfalls, hier sind ein paar:

  • Kamerasysteme (Erkennen von Objekten)
  • Radarsensoren (Abstandsmesser)
  • GPS (Position)
  • Gyrometer (Geschwindigkeit)
  • Ultraschallsensor (Radbewegung)
  • Lidar (360 Grad Umgebungsbild im Umkreis von 200m)

All diese Sensoren sind in einem Tesla eingebaut, bis auf eine wichtige Ausnahme: das Lidarsystem. Es handelt sich dabei eine Anordnung von 32 oder 64 sich um die eigene Achse drehenden Lasern die den Abstand zu anderen Objekten messen und dabei eine dreidimensionale Karte der Umgebung im Umkreis von 200 Metern abbilden. Mit Umkreis sind dabei 360 Grad um das Fahrzeug herum gemeint. Das Funktionsprinzip ähnelt einem Radar, aber anstelle von Radiowellen werden Laserstrahlen ausgesandt und auf optische Weise Abstände zu Objekten im Umkreis des Fahrzeugs ermittelt. Pro Sekunde werden dreißig vollständige dreidimensionale Bildern erzeugt.

Aus den Daten des Lidarsystems kann auch die Geschwindigkeit und die Bewegungsrichtung anderer Objekte errechnet werden, indem mit jeder Messung verglichen wird wo sich das Objekt jetzt befindet. Der Computer kann somit vorausberechnen wie sich beispielsweise ein anderes Fahrzeug hinbewegt und kann entsprechend darauf reagieren. Eine normale Verkehrssituation ist damit vom Fahrzeug gut erfassbar. Probleme schafft allerdings eine Situation, wo sich sehr sehr viele sich bewegende Objekte um das Fahrzeug herum befinden, wie beispielsweise beim Durchqueren einer Menschenmenge. Dann reicht die Rechenkapazität momentan nicht, aber dieses Szenario ist auch eher sehr selten.

Ein solch komplexes Lidarsystem kostete noch vor wenigen Jahren mehrere hunderttausend Dollar, die Preise fielen aber zwischenzeitlich auf ein Zehntel und es wird erwartet, dass sie weiter fallen werden. Waren es 2007 noch 400.000 Dollar die man für ein System mit 32 Lasern hinblättern musste, so konnte man dasselbe System 2015 schon um ‚erschwingliche’ 40.000 Dollar erwerben.

Kein Wunder also, dass es heute noch nicht in serienmässigen Autos verbaut ist. Nur die Prototypen die Google und andere Hersteller verwenden haben Lidars eingebaut. Ein Kamerasystem kann durch Lichtverhältnisse beeinflusst werden und falsche Schlüsse ziehen. Und das scheint hier passiert zu sein. Und die Radars haben nicht geholfen, weil die typischerweise in der Stoßstange eingebaut sind und vor allem beim Einparken zu Hilfe kommen.

Ungewöhnliche Situationen verwirren das heutige System, wie dieses folgende Video zeigt, wo ein Tesla im Autopilotmodus in einen geparkten Kastenwagen am Straßenrand fährt.

Ein Lidarsystem hätte da helfen können, weil es auch den Flachanhänger erkannt hätte. Soweit ist aber die Technologie nicht, dass sie eingebaut werden kann. Ein Hindernis ist der Preis (siehe oben). Dann die fehlende Rechenkapazität in heutigen Fahrzeugen, die Teraflops benötigen um Sinn aus den Lidardaten zu machen. Und dann klarerweise das Fakt, das wir immer noch sehr früh sind mit der Entwicklung von den Daten und Modellen zum autonomen Fahren. Die Daten die aus all den Sensoren kommen müssen kombiniert werden und Sinn daraus gemacht werden. Sinn daraus machen kann man nur wenn man viele Tests in der Simulation und Praxis erfahren hat. Und daran arbeiten die Hersteller fieberhaft.

Ein Youtube-Video eines Tesla-Besitzers zeigt, dass der Autopilot zwar Fußgänger erkennt, aber nicht genau weiß was es tun soll.

Zahlen

Selbst wenn viele Situationen noch nicht erfasst wurden, selbstfahrende Fahrzeuge haben einen großen Vorteil: sobald sie ein neues Fahrszenario erlebt haben können sie es mit allen anderen Fahrzeugen teilen. Autonome Fahrzeuge fahren sukzessive sicherer, Menschen nicht. Alleine die Tatsache, dass bereits 200 Millionen Kilometer im Autopilotmodus gefahren wurde und das der erste tödliche Unfall ist, zeigt wie gut die Technologie bereits heute ist – mit allen ihren Unzulänglichkeiten. Menschen verursachen in den USA im Durchschnitt alle 145 Millionen gefahrene Kilometer einen tödlichen Unfall, weltweit im Schnitt sind es sogar alle 95 Millionen Kilometer.

Zusammenfassung

Bei diesem ersten Unfall mit einem Tesla bei eingeschaltetem Autopilot geschah unter einem seltenen Szenario. Dieses wird erlauben die Technologie zu verbessern. Mit den kommenden Preisverfall bei Lidarsystemen, der zu erwartenden höheren Rechenpower und den raschen Fortschritten bei der Datensammlung und Erstellung von Algorithmen, sind autonome Fahrzeuge auf dem Weg unsere Welt besser zu machen. Immerhin sind 94 Prozent aller Verkehrsunfälle durch menschliche Fehler verursacht. Dieser Tesla-Unfall – so tragisch er ist – wird uns helfen Menschen zu retten.

Und das ist notwendig: am selben Tag an dem die Meldung zum ersten tödlichen Unfall mit einem Tesla Autopiloten bekannt wurde, veröffentlichte die amerikanische Verkehrssicherheitsbehörde NHTSA die Verkehrsstatistiken für das Jahr 2015. Die Anzahl der Verkehrstoten stieg um 8 Prozent auf 35.200 in den USA.

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5 Gedanken zu “Analyse: Teslas erster tödlicher Unfall

  1. Hallo Mario, danke für den gut verständlichen Artikel. Nur am Ende ist mir eine kleine Ungenauigkeit aufgefallen, meintest du eventuell die Ultraschallsensoren in der Stoßstange? Diese haben ja meist nur eine Reichweite von wenigen Metern, da sie wie beschrieben vor allem zum Einparken genutzt werden. Der Vorteil von Radaren ist ja, dass sie den Abstand zu in gleicher Richtung bewegten Fahrzeugen sehr genau messen können.

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      1. Hallo, ich meine den Abschnitt „Und die Radars haben nicht geholfen, weil die typischerweise in der Stoßstange eingebaut sind und vor allem beim Einparken zu Hilfe kommen.“. Im Einleitungsbild des Artikels ist hierfür von 12 Ultraschallsensoren mit einer Reichweite von bis zu 5 Metern die Rede. Ich glaube nicht, dass die Radare primär beim Einparken verwendet werden, allerdings haben Radare Probleme, querbewegte Objekte zuverlässig zu erkennen (kein Doppler) und sie sind beim Tesla wohl hauptsächlich in Fahrtrichtung aktiv.

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