PROMETHEUS-Forschungsprogramm (1986) bringt Grundlagen für moderne Assistenzsysteme

Nachdem ich letzte Woche die Zukunft des autonomen Fahrens in Form des Forschungs-Fahrzeugs Mercedes-Benz FW 015 berichtet habe, fielen mir diese Infos über den Start der Entwicklung in die Hände. Es ist durchaus interessant zu lesen, wie man angefangen hat – und was aus diesen Forschungen bis heute umgesetzt wurde.

Gestartet ist „autonomes Fahren“ als Projekt mit dem Namen PROMETHEUS. Es wurde 1986 von der damaligen Daimler-Benz AG auf den Weg gebracht und lief als Kooperation mehrerer europäischer Autohersteller, Elektronik- und Zulieferfirmen, Universitäten und Institute über acht Jahre. Daraus entstanden zahlreiche Technologien, die heute schon in konkrete technische Produkte umgesetzt wurden, beispielsweise der Tempomat DISTRONIC PLUS sowie die automatische PRE-SAFE® Bremse. Das PROMETHEUS-Forschungsprogramm (Programm für ein europäisches Transportwesen mit höchster Effizienz und unerreichter Sicherheit / Programme for European Traffic with Highest Efficiency and Unprecedented Safety) hat sich also sehr nachhaltig ausgewirkt, und es wirkt immer noch fort.

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Der Zielführungsrechner im Rahmen des Forschungsprojekts Prometheus war eine Vorstufe moderner Navigationssysteme.

Bei PROMETHEUS arbeitete man nicht nur an Lösungen für die Probleme, die man in den 1980er Jahren kannte sondern dachte auch bis morgen und aus damaliger Sicht auch übermorgen. Mobilität zu sichern, das hatte und hat Mercedes-Benz ganz fest im Auge.

Verkehrsprobleme sind der Ausgangspunkt für PROMETHEUS

Was tun, damit das Auto auch in Zukunft höchste Mobilität ermöglicht? Wie die Sicherheit trotz einer zunehmenden Anzahl von Fahrzeugen erhöhen und damit die Unfallzahlen senken? Wie die Wirtschaftlichkeit steigern? Wie den Verkehrsfluss harmonisieren, ohne neue Straßen zu bauen? Und wie dies alles bei größtmöglicher Schonung der Umwelt bewerkstelligen?

Der Ausgangspunkt von PROMETHEUS sind drängende Verkehrsprobleme der Zeit. Sie sollen unternehmensübergreifend unter Verwendung neuester Technik gelöst werden, um die Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Automobilindustrie langfristig durch das Stärken von Schlüsselfeldern zu sichern. „Es ist offensichtlich, dass isolierte Maßnahmen am Fahrzeug oder Maßnahmen einzelner Hersteller […] nicht weiterführen“, sagt Rolf Helber, Leiter des Fachbereichs „Fahrzeuge und Verkehr“ bei Mercedes-Benz, im Jahr 1992 anlässlich eines PROMETHEUS-Workshops.

Das Projekt beginnt am 1. Oktober 1986, und es läuft acht Jahre. Im Oktober 1994 werden die Ergebnisse der Öffentlichkeit vorgestellt. PROMETHEUS hat folgende Teilziele:

  1. Erhöhung der Verkehrssicherheit
  2. Verbesserung der Umweltverträglichkeit
  3. Minimierung des Energieverbrauchs
  4. Erhöhung des Komforts
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Teil des Prometheus-Projekts war die elektronische Straßenkarte

Nach einer gründlichen Problemanalyse werden insgesamt mehr als 700 Forschungsprojekte formuliert. Die Autohersteller wählen rund 140 dieser Vorhaben aus und verfeinern sie in Hinblick auf die PROMETHEUS-Zielrichtung.

„Schnell war uns klar geworden, dass es nur eine Lösung für die steigenden Verkehrsprobleme geben konnte“, erinnert sich Walter Ziegler, PROMETHEUS-Projektleiter im Forschungsinstitut Mercedes-Benz. „Wir mussten neue Technologien – vor allem Mikroelektronik, Sensorik, Telekommunikation und Informationsverarbeitung – möglichst umfassend in den Straßenverkehr integrieren.“ Damit spiegelt PROMETHEUS die Zeitumstände und die allgemeine technische Entwicklung wider: Die Elektronik für den Einsatz im Automobil kommt in den 1970er Jahren auf und wird ab den 1980er Jahren in immer größerer Breite angewendet. Vor allem aber muss man sich noch einmal verdeutlichen, was ein „PC“ im Jahre 1986 konnte – aus heutiger Sicht: Nichts!
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„Das höchste Niveau eines intelligenten Autos haben wir in unserem VITA-Fahrzeug realisiert“, sagt Berthold Ulmer, Diplomingenieur der Fahrzeugforschung von Daimler-Benz. Hinter der Front- und Heckscheibe einer S-Klasse sind kleine Videokameras verborgen, die eine Fahrzeugführung über automatische Bildverarbeitung ermöglichen. Über die elektronischen Augen hat der Bordcomputer den Überblick über das Geschehen rund um das Fahrzeug. VITA – die Abkürzung steht für „Vision Information Technology Application“ – ist ein echter Autopilot, der bremsen, beschleunigen und lenken kann. Der Computer erkennt den Straßenverlauf, zugleich registriert er, ob sich das Fahrzeug auf Kollisionskurs mit anderen Objekten befindet. Eine Vorgängerversion des VITA-Fahrzeugs entsteht zunächst auf Basis eines Transporters vom Typ Mercedes-Benz Vario, dessen geräumiger Laderaum gefüllt ist mit Computertechnik; die S-Klasse als spätere Evolutionsstufe stellt somit schon einen wichtigen Schritt in Richtung Miniaturisierung und damit Serienreife dar. „Die automatische Kollisionsverhinderung war bei diesem PROMETHEUS-Teilprojekt das eigentliche Ziel“, schildert Ulmer, „keinesfalls wollten wir durch VITA den Fahrer ersetzen.“ Primär habe man nachweisen wollen, dass sich mit der Methode des Rechnersehens Unfälle vermeiden lassen.

Tempomat, DISTRONIC und PRE-SAFE® Bremse

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Der Abstandsregel-Tempomat in der Erprobung im Rahmen des Forschungsprojekts Prometheus

Ein VITA-Teilprojekt ist der intelligente Tempomat, der immer den notwendigen Sicherheitsabstand einhält. Sobald der Infrarotsensor ein langsameres Objekt voraus entdeckt, wird das Fahrzeug automatisch bis zu einem sicheren Abstand verzögert. Die Regelung kann vom Fahrer jederzeit überspielt werden. Verwendet wird ein Regler auf Basis der Fuzzy-Technik, der ein fahrerähnliches Regelverhalten kopiert. Unter dem Namen Traffonic setzt Daimler-Benz das Projekt fort und nutzt dabei Radarsensoren. Ein solches System ist mit der Bezeichnung DISTRONIC beziehungsweise DISTRONIC PLUS heute Serienstand bei Mercedes-Benz. Auch die automatische PRE-SAFE® Bremse ist längst Serienstand.

Weitere Innovationen, ob Spurwechselassistent oder Einparkhilfe, gehen zurück auf das Forschungsprogramm PROMETHEUS. „Es war der Zeit weit voraus“, beurteilt Werner Breitschwerdt rückblickend, zu seiner aktiven Zeit als Vorstandsmitglied der Daimler-Benz AG zuständig für die Entwicklung und Forschung und schließlich Vorstandsvorsitzender des Unternehmens.

Kommunikation wird im dritten PROMETHEUS-Teilprojekt großgeschrieben. Die Forscher arbeiten hier an der „dualen Zielführung“, um den Fahrer zu entlasten. Dahinter verbirgt sich ein Konzept, um Autofahrer durch das Labyrinth einer Stadt zu lotsen, inklusive Kartendarstellung, Sprachhinweisen und automatischer Umleitung eines Staus. Darüber hinaus erhält der Fahrer Informationen zum aktuellen Strecken- und Verkehrszustand – das moderne Navigationssystem lässt grüßen, doch damals muss es noch ohne Satellitenhilfe auskommen, denn das GPS (Global Positioning System) ist noch nicht für zivile Anwendungen nutzbar. Zu diesem Teilprojekt gehört auch die Kommunikation der Fahrzeuge untereinander, um beispielsweise einen Zusammenstoß zu vermeiden oder sich gegenseitig vor einer Glatteiskurve zu warnen; an der Umsetzung dieser „Car-to-Car-Communication“ wird nach wie vor intensiv gearbeitet. Die Forscher sehen sie als wichtigen Innovationssprung hin zu noch mehr Verkehrssicherheit und damit hin zur Vision vom unfallfreien Fahren.

Flottenmanagement ist heute Standard

Grenzüberschreitende Kommunikation ist das Schlüsselwort des vierten PROMETHEUS-Teilprojekts der Daimler-Benz Forscher: das Fracht- und Flottenmanagement. Mit ihm sollen Spediteure die verfügbaren Transportkapazitäten effizient ausnutzen und zudem flexibel auf unvorhergesehene Ereignisse reagieren können. Erprobt wird eine Online-Verbindung zwischen einer Spedition und ihren Fahrzeugen. Der Disponent kennt die Position seiner Fahrzeuge mit Hilfe terrestrischer und satellitengestützter Funksysteme. Er kann einem seiner Wagen über einen Zentralrechner eine Mitteilung schicken, die dem Fahrer angezeigt wird. Heute gehört ein solches Flottenmanagementsystem zum Alltag im Straßengüterverkehr.

In einem weiteren Teilprojekt namens STORM (Stuttgart Transport Operation by Regional Management) wird ein regionales Verkehrsmanagement unter Verwendung einer Reihe von Ideen und Ergebnissen aus PROMETHEUS erprobt. Dabei wird die im Raum Stuttgart vorhandene Verkehrsinfrastruktur durch die Vernetzung und den Ausbau bestehender Verkehrsleiteinrichtungen besser genutzt: mit dem Ziel, die Umweltbelastungen zu verringern und die Sicherheit und Wirtschaftlichkeit des Verkehrs in der Region zu erhöhen. Im Vordergrund steht, dem Verkehrsteilnehmer zur richtigen Zeit und am richtigen Ort alle Informationen und Hilfestellungen zu geben, die er für eine verantwortungsbewusste Verkehrsmittelwahl benötigt.

Mitte der 1990er Jahre läuft PROMETHEUS aus. Die Unternehmen und Institute gehen wieder ihre eigenen Wege bei der Umsetzung der entwickelten Technologien in die Serienfertigung. Was bleibt sind die aktuellen Auswirkungen des PROMETHEUS-Programms auf moderne Autos. Dieses innovative Erbe zeigt, dass sich der Wille zu Veränderungen und zum Lösen von Problemen auszahlt – und dass es einen langen Atem braucht, bis Ideen tatsächlich serienreif werden.

(Quelle und Bilder: Daimler AG, „PROMETHEUS„)

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