Kollisionsverhütung

Kollisionsverhütung bezeichnet die Gesamtheit von Maßnahmen, Systemen und Verfahren, die darauf abzielen, Kollisionen zwischen fortbewegten Objekten zu verhindern oder deren Folgen zu minimieren. Sie kommt in vielen Bereichen vor, darunter Verkehr, Luftfahrt, Schifffahrt, Robotik und industrielle Automatisierung, und umfasst Erkennung, Risikobewertung und geeignete Ausweich- oder Bremsmanöver.

Zentrale Anwendungsbereiche sind der Straßenverkehr mit Fahrerassistenzsystemen, Abstands- und Notbremsfunktionen, sowie die Planung sicherer Bewegungen autonomer Fahrzeuge. In der Luftfahrt verwenden Flugzeuge Kollisionswarnsysteme wie TCAS, ergänzend Radar- und Fluginformationssysteme; in der Schifffahrt dienen AIS und radarbasierte Systeme der Vermeidung von Zusammenstößen. In der Robotik und in industriellen Prozessen unterstützen Sensoren, Sensorfusion und Pfadplanungsalgorithmen die Verhinderung von Kollisionen zwischen Robotern, Nutzern oder Materialien.

Zentrale Prinzipien sind Situationsbewusstsein, Risikobewertung in Echtzeit und die Wahl geeigneter Gegenmaßnahmen. Typische Strategien umfassen Warnung, Priorisierung von Rechts- oder Vortrittsregeln, Abstandsregeln, Kollisionsvermeidung durch Pfad- oder Geschwindigkeitsanpassung sowie das Abbremsen oder Ausweichen. Kommunikationsprotokolle zwischen Systemen (V2V, V2I, AIS/TCAS) verbessern die Zuverlässigkeit der Entscheidungen.

Technisch beruhen Kollisionsverhütungen auf Sensorik wie Radar, Lidar, Kameras und akustischen Messungen, gefolgt von Sensorfusion, Risikoabschätzung und Pfadplanung. Bekannte Ansätze in der Robotik sind Velocity-Obstacle-Ansätze, ORCA oder Optimierungsverfahren, ergänzt durch maschinelles Lernen in komplexen Umgebungen. Normen und Protokolle unterstützen Interoperabilität und Sicherheitsnachweise.

Beispiele: ADAS-Assistenzsysteme im Auto, ACC und Notbremsunterstützung; TCAS in der Luftfahrt; AIS-basierte Kollisionsverhütung in der Seefahrt; automatisierte Wegführung von Industrierobotern und Drohnen.

Der rechtliche Rahmen umfasst internationale Regelwerke von ICAO und IMO, nationale Verkehrs- und Sicherheitsvorschriften sowie Normen zu Funk- und Datenaustausch. Hersteller- und Betreiberverpflichtungen betreffen Risikobeurteilungen, Sicherheitskritikalität und Zertifizierungsprozesse.

Herausforderungen sind Unsicherheiten in Sensor- und Umgebungsmodellen, Fehlalarme, Interoperabilität zwischen Systemen, Datenschutz und ethische Fragestellungen bei autonomen Entscheidungen. Die Weiterentwicklung konzentriert sich auf Robustheit, Zuverlässigkeit und globale Standardisierung.