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Die Systemarchitektur autonomer Fahrzeuge

Ein autonomes Fahrzeug lässt sich in drei funktionale Ebenen gliedern:

1. Sensorik – die Wahrnehmung
   Kameras, LiDAR, Radar und Ultraschallsensoren erfassen die Fahrzeugumgebung in 360 Grad, fusioniert durch Sensor-Fusion-Algorithmen.
2. KI & AD-Stack – das Gehirn

• Lokalisierung mit GNSS/IMU und hochauflösenden Karten.
• Objektklassifizierung durch neuronale Netze.

• Trajectory Planning via Model Predictive Control (MPC).

[*]Drive-by-Wire – der Körper

• Umsetzung über Steer-, Brake- und Throttle-by-Wire.

• Sekundärfunktionen wie Blinker, Licht, Hupe oder Parkbremse werden ebenfalls elektronisch angesteuert.

Fehlt Ebene 3, bleibt alles Theorie. Der leistungsfähigste Algorithmus ist wertlos, wenn er keine sichere Verbindung zu den Aktuatoren hat. Ein autonomes Fahrzeug ohne Drive-by-Wire ist wie ein Gehirn ohne Muskeln.

Warum „Fail-Safe“ nicht reicht

Konventionelle Systeme arbeiten in der Regel „fail-safe“ – bei Fehlern erfolgt ein Abschalten. Für autonomes Fahren ist das unzureichend. Hier gilt: „fail-operational“.

• Fällt eine ECU oder ein Sensor aus, übernimmt eine Backup-Instanz – ohne Kontrollverlust.
• Kommunikation erfolgt dual-redundant über SAFE-CAN A/B oder Automotive Ethernet.
• Aktuatoren arbeiten redundant, verfügen über isolierte Strompfade und Watchdog-Funktionen.

• Steuerbefehle werden per 2oo3-Logik validiert – erst wenn zwei von drei Signalen übereinstimmen, wird die Aktion ausgeführt.

NX NextMotion liefert genau diese Architektur: ASIL-D zertifiziert, SIL3 validiert und bereits im Realbetrieb erprobt.

Anwendungsszenarien: Wo es zählt

• Reibwertmessung bei Glatteis: Elektronische Steuerung analysiert Schlupf in Echtzeit, regelt über präzise Lenkeingriffe und differenzierte Bremsmomente.
• Ausweichmanöver bei höheren Geschwindigkeiten: Redundante Aktuatoren reagieren innerhalb von <10 ms und setzen Trajektorienänderungen stabil um.

• Präzises Anhalten im Stadtverkehr: Predictive Algorithms und Drive-by-Wire sorgen für reproduzierbare, legal konforme Bremsmanöver – auch bei hoher Systemlast.

Nur Drive-by-Wire ermöglicht, dass solche Manöver nicht nur theoretisch geplant, sondern auch zuverlässig und sicher umgesetzt werden können.

Fazit

Drive-by-Wire ist keine Zusatzoption, sondern die notwendige Brücke zwischen KI-Entscheidungen und realer Fahrzeugbewegung.

Mit NX NextMotion stellt Arnold NextG eine Plattform bereit, die:

• KI-basierte AD-Stacks nahtlos mit Fahrdynamik verbindet,
• höchste internationale Standards (ISO 26262 ASIL D, ISO 21434, UNECE R79) erfüllt,

• und so den Weg freimacht für skalierbare, sichere und inklusive Autonomie.

We control what moves.