Das automatisierte und vernetzte Fahren (AVF) kann in die Stufen 0 bis 5 unterteilt werden. Während es in der Stufe 0 noch keine automatisierten Fahrfunktionen und keine eingreifenden, sondern nur lenkende Systeme gibt, kann der Fahrer ab Stufe 4 die komplette Fahraufgabe an das System abgeben. In Stufe 4 kann dies nur in spezifischen Anwendungsfällen und in der Stufe 5 dann vollumfänglich und fahrerlos geschehen. Ob und wann die letzte, fünfte Entwicklungsstufe erreicht wird, ist noch unklar. Der Fokus der heutigen Forschung und Entwicklung liegt zunächst auf den Automatisierungsgraden des teil- (Stufe 2), hoch- (Stufe 3) und vollautomatisierten Fahrens (Stufe 4) [VDA15d, S.14].

Die technische Entwicklung hin zum hoch- und vollautomatisierten Fahren hat mit dem Einsatz von Fahrerassistenzsystemen begonnen [Fraun15]. Fahrerassistenzsysteme, die die Stufe 1 des AVF ermöglichen, sind beispielsweise der Abstandsregeltempomat (engl. Active Cruise Control) oder der aktive Spurhalteassistent (engl. Lane Keeping Assist). Aufgrund der Kombination bereits verfügbarer Fahrerassistenzsysteme lassen sich heute schon teilautomatisierte Funktionen abbilden [Fraun15]. Teilautomatisierte Systeme können sich in Kombination miteinander beispielsweise zu einem Autobahnassistenten, der die Längs- und Querführung des Fahrzeugs übernimmt, jedoch ununterbrochen von dem Fahrer überwacht werden muss, weiterentwickeln. Ein Fahrerassistenzsystem wie der Autobahn-Chauffeur, das nicht mehr von dem Fahrer überwacht werden muss, den Fahrer aber noch mit einer gewissen Zeitreserve zur Übernahme auffordern kann, stellt bereits ein hochautomatisiertes System dar. Der Autobahn-Pilot als vollautomatisiertes System ist in der Lage, bei ausbleibender Reaktion des Fahrers nach einer Übernahmeaufforderung einen risikominimalen Zustand herbeizuführen und beispielsweise in den Stillstand herunter zu bremsen [Flä15].

Um einen Automatisierungsgrad zu erreichen, der mindestens Stufe 3 umfasst, benötigt das Fahrzeug ein Überblick über die aktuelle Fahrsituation. Dies beinhaltet die genaue Positionierung des Fahrzeugs (Lokalisierung) sowie die Wahrnehmung aller relevanten Objekte (Umfelderfassung), wie Verkehrsteilnehmer, Hindernisse oder Verkehrszeichen. Um die Umfelderfassung gewährleisten zu können, bedarf es der Entwicklung von Kreuzungs-, Querführungs- und Stauassistenten, die mit Sensorsystemen wie Laser, Ultraschall, Lidar oder Radar sowie mittels Videobildverarbeitung Daten sammeln. Durch den Einsatz intelligenter Sensor- und Kommunikationstechniken können Fahrzeuge auch Daten über die Verkehrsdichte und den Straßenzustand erfassen und ihre Geschwindigkeit sowie ihre Fahrweise an die Verkehrslage anpassen [BMBF05d]. Eine technische Herausforderung ist jedoch die Fähigkeit, die Intention anderer Verkehrsteilnehmer zu erkennen, zum Beispiel über eine zuverlässige Gesteninterpretation [ACAT15]. Neben der Umfelderfassung werden Sensoren auch für die Erfassung des Innenraums, insbesondere für den Zustand des Fahrers, benötigt [Fraun15].

Die komplexe Umgebung von urbanen Gebieten macht darüber hinaus weitere technische Systeme wie beispielsweise Fußgänger- und Lichtsignalerkennung oder Parkassistenten notwendig, was die Einführung des AVF höherer Automatisierungsstufen im urbanen Raum erschwert. Es wird davon ausgegangen, dass hier zunächst Valet-Parking Funktionen umgesetzt werden [VDA16a]. Bei dieser Funktion werden Parkmanöver vollautomatisch vom Fahrzeug ausgeführt, sodass der Fahrer das Fahrzeug vor dem Parkhaus lediglich abstellt und die Fahrzeugsysteme den weiteren Parkvorgang vornehmen [VDA15d].

Damit solche Fahrerassistenzsysteme des Fahrzeugs im Verkehr wirksam werden können, bedarf es auch einer umfassend vernetzten Infrastruktur. Eine wesentliche Voraussetzung dafür ist eine flächendeckende Ausstattung mit Funktechnologie und technischen Netzwerken, die entsprechende Kapazitäten in Schnelligkeit und Abdeckung bereitstellen. Des Weiteren braucht es eine digitale Infrastruktur, die die zusätzlichen Datenmengen dauerhaft und fehlerfrei übermittelt sowie be- und verarbeitet. Für die Funktionsfähigkeit dieser Systeme ist auch die Datensicherheit ein entscheidender Faktor [Frae17].

Als nächster Entwicklungsschritt des AVFs werden Funktionen der Hoch- und Vollautomatisierung für spezifische Anwendungsszenarien, insbesondere bei Autobahn- und Staufahrten, erwartet. Ab dem Jahr 2022 verkauft Mercedes als erster Autohersteller automatisierte Fahrzeuge nach Level 3 [Hebe21]. Darüber hinaus ermöglicht das Gesetz zum Autonomen Fahren, das am 27. Juni 2021 in Kraft trat, Fahrzeuge nach Level 4 in bestimmten Bereichen im öffentlichen Verkehr zu nutzen [BMVI21s].