Autonomes Fahren: Forscher verbauen LiDAR und Radarsensoren in Autoscheinwerfern

Bisher gibt es noch keine wirklich selbst fahrenden Autos zu kaufen. Zwar gab Tesla kürzlich bekannt, dass insgesamt 160.000 Kunden das sogenannte „Full Self Driving“ nutzen. Hierbei handelt es sich aber eher um Marketing. Denn tatsächlich muss das Auto auch weiterhin von einem Menschen gesteuert werden. Dieser wird allerdings von verschiedenen Fahrassistenzsystemen unterstützt. Ähnliche Funktionen haben inzwischen so gut wie alle Premiumanbieter im Angebot – wenn auch mit einer deutlich defensiveren Namensgebung. Der Ausbau der Fahrassistenzsysteme hat allerdings zur Folge, dass immer mehr Sensoren in den Fahrzeugen verbaut werden müssen. Diese einfach am Kühlergrill zu installieren, stößt bei den Fahrzeugdesignern allerdings auf Ablehnung. Außerdem besteht die Herausforderung darin, die Daten der verschiedenen Sensoren miteinander zu synchronisieren. Forscher am Fraunhofer-Institut haben für diese beiden Problematiken nun eine intelligente Lösung gefunden.

Die unterschiedlichen Strahlen werden auf eine Achse gebracht

Konkret verbauten sie die Sensoren unter dem Projektnamen „Smart Headlight“ in konventionellen Autoscheinwerfern. Dies klingt allerdings einfacher als es tatsächlich ist. So dürfen die Sensoren natürlich nicht die Beleuchtungsfähigkeit der Scheinwerfer beeinträchtigen. Deshalb entschieden sich die Forscher für eine spezielle Anordnung, bei der die LiDAR-Sensoren oberhalb der LEDs und die Radarsensoren unterhalb der Lichtquelle angebracht sind. Um Parallaxenfehler, die andernfalls aufwändig herausgerechnet werden müssten, zu vermeiden, setzen die Forscher zudem auf eine koaxiale Strahlenführung. Dies wird allerdings dadurch erschwert, dass alle Strahlen über unterschiedliche Wellenlängen verfügen. Daher kommen sogenannte di-chroidische Spiegel zum Einsatz, die dafür sorgen, dass die einzelnen Strahlen jeweils auf eine Achse gebracht werden. Die dafür eingesetzten Technologien können den Angaben der Forscher zufolge zudem recht einfach mit bereits vorhandenen Radarsensoren kombiniert werden.

Die verschiedenen Systeme haben unterschiedliche Stärken

Die Forscher erhoffen sich durch die Kombination von Lichtquelle, Radar und LiDAR nicht nur weniger Arbeit für die Autodesigner, sondern auch eine erhöhte Leistungsfähigkeit. So sind optische Systeme sehr gut darin, Hindernisse zu erkennen und zu klassifizieren. Diese Einstufung – etwa ob es sich um einen Fußgänger oder ein Auto handelt – ist für die autonome Steuerung des Fahrzeugs von entscheidender Bedeutung. Allerdings stoßen die Systeme an ihre Grenzen, wenn die Sicht durch Nebel oder Spiegelungen beeinträchtigt ist. Dies ist einer der Gründe dafür, dass das Full Self Driving von Tesla seinem Namen noch nicht alle Ehre macht. Radarsensoren sind von solchen Widrigkeiten vollkommen unbeeinflusst, können dafür aber erkannte Hindernisse deutlich schlechter lokalisieren. LiDAR-Sensoren wiederum haben ihre Stärke in der korrekten Bestimmung von Abständen. Die Kombination der verschiedenen Sensoren an einem Ort kann so dafür sorgen, dass sich die jeweiligen Stärken und Schwächen ergänzen.

Via: Fraunhofer