Autonomes Fahren: Das bedeuten Level 0 bis 5 (2024)

Level 0, Level 2, Level 3: Vor allem, aber nicht nur in Berichten zu Elektroautos liest man diese Begriffe immer wieder. Dahinter stecken die Stufen auf dem Weg zum vollautonomen Fahren, wie sie die Society of Automotive Engineers (SAE International) definiert.

Die gemeinnützige Organisation mit Sitz in den USA hat unter der Bezeichnung SAE J3016 erstmals im Jahr 2014 eine Norm herausgebracht, die das autonome Fahren über ein Level-System klassifiziert und definiert. Obwohl die Bundesanstalt für Straßenwesen (Bast) zunächst ein eigenes Muster mit nur vier Stufen etablieren wollte, hat das Verkehrsministerium im aktuellen Gesetz auf die internationale Stufung von 5 Ebenen (SAE) zurückgegriffen. Im Mai 2021 hat die Bundesrepublik ein Gesetz beschlossen, das bundesweit den Einsatz von autonomen Fahrzeugen bis inklusive Level 4 regelt. Damit sei Deutschland der erste Staat auf der Welt, der fahrerloses Fahren in den Alltag holt, schreibt das Bundesverkehrsministerium.

Wir erklären, wie sich die Level für autonomes Fahren voneinander unterscheiden und welche (internationalen) Gesetzesgrundlagen dafür existieren:

Level 0: Keine Fahrautomatisierung

Die Fahrerinnen und Fahrer fahren eigenständig, auch wenn Systeme, zum Beispiel ABS, sie dabei unterstützen. Hierfür ist keine spezielle rechtliche Regelung nötig.

Level 1: Assistiertes Fahren

Während bei Level 0 nicht von autonomem Fahren gesprochen werden kann, beginnt die Automatisierung bereit ab Stufe 1 der Klassifizierung. Doch was genau bedeutet autonomes Fahren auf Level 1? Die Fahrer beherrschen hier entweder dauerhaft die Quer- oder Längsführung. Die jeweils andere Fahrzeugführung kontrolliert das System in gewissen Grenzen. Dabei müssen die Fahrer den Verkehr und das System ständig im Blick behalten und jederzeit die Kontrolle übernehmen können. Beispiele für assistiertes Fahren liegen in der Verwendung von Tempomaten oder Spurhalte- und Abstandsassistenten (ACC, LKAS), wie sie inzwischen in vielen neueren Autos zu finden sind. Auch bei diesem Assistenten braucht es keine spezielle Haftung – der:die Fahrer:in ist rechtlich immer noch für die Fahrt verantwortlich.

Level 2: Teilautomatisiertes Fahren

Das System übernimmt Quer- und Längsführung für einen gewissen Zeitraum und/oder in spezifischen Situationen. Die Fahrer müssen Verkehr und System ständig im Blick behalten und ihm jederzeit das Steuer wieder entreißen können. Unter definierten Bedingungen (etwa auf der Autobahn oder beim Parken) führt der Autopilot Fahrmanöver ohne menschlichen Eingriff aus. Der Überholassistent ist genauso eine Level-2-Funktion des autonomen Fahrens wie das automatische Parken. Im Unterschied zu Level 1 können Fahrer die Hände kurz vom Steuer nehmen, wenn das System die Kontrolle übernommen hat. Allerdings muss der oder die Fahrende das Assistenzsystem weiterhin überwachen. Teslas „Full Self-Driving Modus“ (FSD), Marketingname „Autopilot“, ist ein Level-2-System.

Level 3: Hochautomatisiertes Fahren

Bei Level 3 des autonomen Fahrens übernimmt das System Fahraufgaben selbstständig und ohne menschlichen Eingriff für einen gewissen Zeitraum und in spezifischen Situationen. Die Fahrer dürfen sich vorübergehend vom Fahren und dem Verkehr abwenden. Auf Anforderung müssen sie das Steuer mit ausreichender Zeitreserve übernehmen können. Das heißt, sie dürfen Zeitung lesen oder sich um die Kinder auf dem Rücksitz kümmern. Das System soll auf dieser Stufe eigene Grenzen erkennen. Als Beispiel dient der Stauassistent des Audi A8. Er steuert im Stau und auf der Autobahn den Wagen ohne menschlichen Eingriff bis zu einer Geschwindigkeit von 60 Kilometern pro Stunde. Zugelassen ist er dafür (noch) nicht. Dabei hat man sich sogar international auf eine Richtlinie für genau diesen Zweck geeinigt. Die UN-Regulation 157 Addendum 156 regelt den Einsatz von Spurhalteassistenten bei Tempo 60. Zurzeit arbeitet die Transport-Abteilung der UNECE (United Nations Economic Commissions for Europe) an einer erweiterten Version, die aktive Spurwechsel erlauben soll – und zwar bei maximal 130 Kilometern pro Stunde. An der internationalen Vorgabe hat sich auch das deutsche Gesetz von 2021 orientiert: Man darf bei der Verwendung eines solchen Systems nicht den Fahrersitz verlassen.

Level 4: Vollautomatisiertes Fahren

Ab Level 4 des autonomen Fahrens hätten einige Funktionen vor wenigen Jahren noch als bloße Zukunftsmusik gegolten. Das System übernimmt die komplette Fahrzeugführung; die Fahrer sind lediglich Passagiere. Das Fahrzeug bewältigt Strecken komplett selbstständig, etwa auf der Autobahn oder im Parkhaus, und darf dort auch ohne Passagiere fahren. Die Insassen können schlafen oder das Smartphone verwenden. Das System erkennt seine Grenzen so rechtzeitig, dass es regelkonform einen sicheren Zustand erreichen kann – also etwa an den Rand fährt oder einen Parkplatz aufsucht. Im deutschen Gesetz heißt dieser Modus „risikominimaler Zustand“. Noch existiert kein marktreifes Level-4-System, doch es gibt bereits erste rechtliche Rahmenbedingungen. So sind Level-4-Fahrzeuge nur auf festen Strecken und zuvor genehmigten Betriebsbereichen gestattet. Zudem verpflichtet das Gesetz zu einer durchgehenden technischen Aufsicht durch einen Menschen, also etwa ein Robotaxi-Mitarbeiter in einem Überwachungsraum. Sie muss im Fall der Fälle eingreifen und das Fahrzeug anhalten oder freigeben können. Außerdem soll die Person bei Klärung der Fehlerursache helfen und somit auch dabei, die Haftung zu klären.

Gesetz zum autonomen Fahren: Fahrerlos nur auf festen Strecken

Das „Gesetz zum autonomen Fahren“ (Download) erlaubt in Deutschland örtlich begrenzt fahrerlose Fahrzeuge. Darunter fallen etwa Shuttle-Verkehre sowie Personen- und Güterbeförderung auf der ersten oder letzten Meile, aber auch vollautomatisches Einparken. So dürfen zum Beispiel demnächst auf Flughäfen und zwischen Logistikverteilzentren fahrerlose Fahrzeuge Menschen oder Waren transportieren. Die Haftungsregel bleibt gleich: Kommen beim Betrieb des Autos Menschen oder Sachen zu schaden, zahlt die Kfz-Haftpflicht. In erster Linie ist immer noch der Halter verantwortlich. Im Konfliktfall fällt die Ermittlung der Unfallursache komplexer aus. Der Nachweis, dass das Fahrsystem versagt hat, wird schwer zu führen sein – selbst dann, wenn es so war. Die Datenhoheit über das System behält nach aktuellem Stand der Hersteller.

Level 5: Autonomes Fahren

Was verbirgt sich hinter Level 5? Das meint die komplette dauerhafte Fahrzeugführung des Systems. Selbst komplexe Situationen an Kreuzungen oder Übergängen meistert das Fahrzeug selbstständig. Es gibt nur noch Passagiere. Fahrten ohne Insassen sind ebenso möglich. Hierfür gilt: Es gibt weder technische Beispiele noch Regeln, wie mit ihnen umgegangen werden soll. Speziell ein umfassender Haftungsausschluss für die Besitzer von autonomen Fahrzeugen steht im Raum.

Der ADAC schlägt zur Vereinfachung eine Dreiteilung der Betriebsmodi vor: unterstütztes, automatisiertes und autonomes Fahren. Level 4 würde in Level 5 aufgehen, wie es im Prinzip schon bei der Einordnung durch das Bast geschehen ist. Auch Level 0 und 1 kombiniert der Verein in seinem Vorschlag. Da die Elektroauto-Industrie von den USA dominiert wird, hat er jedoch wenig Chancen auf eine Umsetzung. Wir werden uns also weiter an das 5-Stufen-System gewöhnen müssen.

Wann kommt das autonome Fahren?

Darüber, wie weit der Weg des autonomen Fahrens auf Level 4 oder 5 noch bis zur Markteinführung ist, gibt es unterschiedliche Annahmen. Tesla-CEO Elon Musk hatte die Level-5-Technologie bereits für Ende 2020 in Aussicht gestellt. Der Waymo-CEO verkündete hingegen erst kürzlich in einem Interview, autonomes Fahren sei schwieriger als ein Raketenflug. Mehrere Hersteller arbeiten an Systemen, die demnächst Level 3 beherrschen sollen. Andernorts sind die Unternehmen weiter und betreiben Robotaxi-Dienste, die schon autonom fahren.

Autonomes Fahren: So funktioniert die Technik

Autonome Fahrsysteme müssen ihre Umgebung und ihr Umfeld erkennen, interpretieren und darauf reagieren können. Zu diesem Zweck kommen verschiedene Erfassungssysteme zum Einsatz. Neben Kameras gehören Laser-, Ultraschall-, Radar- und Lidarsensoren dazu. Zusätzlich überwachen GPS-Satellitendaten die Position des Fahrzeugs. Die Ingenieure setzen außerdem Radarsysteme ein, um die Entfernung zwischen Objekten und Fahrzeugen zu ermitteln. Aktoren bilden den zweiten technischen Bereich. Sie steuern den Motor, lenken und bremsen elektrisch. Koordiniert werden die beiden Systeme über Computer, auf denen zunehmend Programme laufen, die sich selbst weiterbilden. Man spricht von maschinellem Lernen.

Lidar, Ultraschall, Kameras und Sensoren

Häufig unterstützen sogenannte Lidar-Sensoren die Erfassungsysteme: Sie strahlen statt Radiowellen Laserstrahlen aus, um Hindernisse zu orten. Diese Ortung ist sehr genau und arbeitet auch bei hohen Geschwindigkeiten. Tesla ist der einzige Hersteller, der autonomes Fahren ohne Lidar-Sensoren ermöglichen will. Er arbeitet stattdessen mit hochaufgelösten Kamerabildern und man nennt das den „Vision-only“-Ansatz. Viele Unternehmen setzen die gleiche Technik bei unterschiedlichen Systemen zur Nahfelderkennung als auch zur Fernerkundung ein. Kameras und Sensoren für die weitere Entfernung sind meist im Dach integriert, während die Sensoren und Kameras für die nähere Entfernung normalerweise in Spiegeln und Stoßfängern stecken. Verschiedene Systeme haben Vor- und Nachteile in Details – so erkennen reguläre Radaranlagen Objekte sehr schnell, aber nicht so genau. Zudem arbeitet man zur Sicherheit immer mit redundanten Daten, also welchen, die doppelt aus unterschiedlichen Quellen vorliegen. Das heißt, einige Sensoren und Kameras erfassen denselben Bereich und der Computer gleicht die Ergebnisse miteinander ab.

Daran arbeiten die großen Automobil-Hersteller VW, Audi, Mercedes und Tesla

Schon seit geraumer Zeit arbeiten die Automobilkonzerne an immer ausgefeilteren Fahrassistenten. Die erste Test-Zulassung für ein autonomes Fahrzeug hat Google 2012 erhalten. Richtig Fahrt nahm das Wettrennen um autonome Systeme mit Teslas Ankündigung 2015 auf, man werde einen „Full-Self-Drinving“-Autopiloten anbieten, der in Kürze autonom fahren könne. Während der Name geblieben ist, warten viele Tesla-Kunden immer noch darauf, dass das System wirklich selbst fahren kann.

Audi zieht 2017 Level-3-System wieder zurück

Als erstes Serienfahrzeug mit einem Level-3-Piloten kam ein anderes Auto heraus: Der Audi A8 von 2017 enthielt einen Staupiloten, der dieser Einordnung gerecht werden sollte. Aus Gründen der fehlenden gesetzlichen Regulierung entschied der Konzern jedoch, den Assistenten inaktiv zu lassen. Die Staupilot-Komponenten hatte Audi umsonst in das Fahrzeug eingebaut. Zuletzt stellte Audi das Elektrocabrio Skyphere Concept vor, das angeblich vollständig autonom fährt (Level 5).

Tesla schafft das Level 3 noch nicht

Nach diversen Ankündigungen und Verschiebungen musste Tesla-Chef Elon Musk zugeben, dass das autonome Fahren doch schwieriger zu realisieren sei als angenommen. Der „Full-Self-Driving“-Assistent beherrscht bisher nur Stufe 2. Tesla hat allerdings im Laufe der Jahre auch das Konzept geändert: Nun sollen nur noch Kameras und eine Bildauswertungs-KI in einem Supercomputer die Fahrzeuge autonom durch die Straßen steuern. Testfahrern zufolge klappt das nicht immer gut.

Mercedes liefert Level-3-Assistent Drive Pilot

Auch die Ankündigung von BMW, den Luxusstromer iX mit einem Level-3-Piloten auszustatten, wurde keine Wirklichkeit. Jetzt soll er als kostenpflichtiges Extra in die nächste 7er-Klasse Einzug halten. Mercedes hat sein neues Flaggschiff schon fertig: Die S-Klasse und das Elektro-Pendant EQS bieten mit dem „Drive Pilot“ ein Level-3-System. Das darf jedoch nur auf Autobahnen und bei Geschwindigkeiten von unter 60 Kilometern pro Stunde fahren. Auch Nacht- und Tunnelfahrten sowie das Navigieren in Baustellen erlaubt Mercedes dem Piloten nicht. Ab Ende April 2022 dürfen S-Klasse- und EQS-Fahrer ihn nutzen.

VW, Bosch und Co. arbeiten am autonomen Fahren

VW ist ebenfalls sehr aktiv in der Entwicklung von autonomen Systemen. Bei der Software-Tochter Cariad sollen über 1.000 Fachleute an einem entsprechenden System arbeiten. Ihre Zusammenarbeit mit Bosch soll 2023 erste Früchte tragen. Parallel will VW wohl die KI-Schmiede von Huawei übernehmen, die sich ebenfalls intensiv mit dem Thema auseinandersetzt. Auch Bosch macht mit Zukäufen von sich reden. Auch international ist der Markt in Bewegung: So verkauften die Taxiunternehmen Uber und Lyft ihre Sparten an Autohersteller wie Toyota. In China taten sich Suchmaschinen-Gigant Baidu und Geely für die Entwicklung zusammen. Baidu besitzt seit Jahren die Plattform Apollo, die aktuell Level 4 beherrschen soll.

Wo wird autonom mit Robotaxis gefahren?

Während sich die Hersteller im privaten Fahrzeugsektor noch schwer tun, ist man andernorts weiter. So betreiben mehrere Unternehmen bereits Robotaxi-Dienste, zum Teil sogar ganz ohne menschlichen Fahrer. Marktführer dürfte hier der chinesische Technologiekonzern Baidu sein, der Robotaxi-Flotten in fünf Städten betreibt. Darunter sind Shanghai, Beijing, Changsha und Cangzhou. Im Jahr 2025 soll der Dienst in 65 Städten, in 2030 in 100 Städten verfügbar sein. Baidu gibt an, 16 Millionen Kilometer per Level 4 gefahren zu sein. Das aktuelle Taxi-Fahrzeug namens „Apollo Moon“ ist die fünfte Generation der Robotaxis, die Baidu-Tochter Apollo Go entwickelt hat. In San Francisco darf die Robotaxi-Firma Cruise Passagiere transportieren und verzichtet dabei sogar auf einen Sicherheitsfahrer. Dafür sind die Fahrten auf einige Wohnbezirke und die Nachstunden zwischen 23 und 5 Uhr begrenzt. Google-Tochter Waymo darf im San Mateo County rund um die Uhr fahren. In Deutschland will das Intel-Unternehmen Mobileye Ende 2022 einen Robotaxi-Service in München starten.