Automatisiertes Fahren: Fernbereichs-Lidar ergänzt Radar und Kamera

14.01.2020

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Neben Kamera und Radar soll mithilfe von Lidar das automatisierte Fahren sicherer werden. Denn, so haben Analysen von Bosch klar gezeigt, nur mit dem parallelen Einsatz aller drei Sensortechniken, kann die Sicherheit im Straßenverkehr gewährleistet werden.

Neben Radar und Kamera unterstützt ein spezieller Fernbereichs-Lidar beim automatisierten Fahren.
(Bild: Bosch)

Damit automatisiertes Fahren in der Praxis funktioniert, ist neben Kamera und Radar noch Lidar notwendig. Der laserbasierte Abstandsmesser ist unerlässlich für Fahrfunktionen nach SAE-Level drei bis fünf. Aktuell sind verschiedene Lidar-Systeme bereits auf dem Markt. Jetzt haben Ingenieure von Bosch einen Sensor für Lidar-Anwendungen entwickelt, der sowohl große Reichweiten als auch den Nahbereich abdecken soll – sowohl auf der Autobahn als auch im Stadtverkehr. Mithilfe von Skaleneffekten will Bosch den Preis der aufwendigen Technik senken und diese massenmarkt-tauglich machen.

Nur der parallele Einsatz von Kamera, Radar und Lidar sorgt dafür, automatisiertes Fahren so sicher wie möglich auf die Straße zu bringen. Das bestätigten Bosch-Analysen: Entwickler haben dafür sämtliche Anwendungsfälle automatisierter Fahrfunktionen untersucht – vom Autobahnassistenten bis zum vollautomatisierten Fahren in der Stadt. Wenn sich beispielsweise an einer Kreuzung ein Motorrad mit höherer Geschwindigkeit einem automatisierten Fahrzeug nähert, braucht es zusätzlich zu Kamera und Radar einen Lidar, um ein zuverlässiges Erfassen des Zweirads sicherzustellen.

Lidar für das automatisierte Fahren

Denn eine schmale Silhouette und Kunststoffverkleidungen sind für einen Radar in diesem Fall schwer zu erkennen. Eine Kamera kann zudem immer durch ungünstigen Lichteinfall geblendet werden. Somit zeigt sich: Wenn Radar, Kamera und Lidar im Trio eingesetzt werden, ergänzen sie sich optimal und liefern in jeder Fahrsituation verlässliche Informationen.

Der Laser als drittes Auge: Beim Lidar sendet der Sensor Laserimpulse aus und empfängt das zurückgestreute Laserlicht. Aus der gemessenen Zeit, die das Licht für die zurückgelegte Strecke benötigt, berechnet der Sensor die Entfernung. Ein Lidar weist eine sehr hohe Auflösung bei großer Reichweite und großem Sichtbereich auf. So erkennt der laserbasierte Abstandsmesser auch nichtmetallische Hindernisse in großer Entfernung zuverlässig – beispielsweise Steine auf der Straße. Fahrmanöver wie Bremsen oder Ausweichen können entsprechend rechtzeitig eingeleitet werden.

Gleichzeitig stellt der Einsatz eines Lidars im Fahrzeug an dessen Komponenten wie Detektor und Laser hohe Anforderungen – vor allem im Hinblick auf Temperaturbeständigkeit sowie Zuverlässigkeit über das gesamte Fahrzeugleben. Da Bosch bei der Lidar-Entwicklung auf sein Sensorik- und System-Know-how im Radar- und Kamerabereich zurückgreifen kann, lassen sich alle drei Sensortechniken aufeinander abstimmen. Der Fernbereichs-Lidar wird nicht nur alle Sicherheitsanforderungen für den automatisierten Fahrbetrieb erfüllen. Automobilherstellern können ihn künftig darüber hinaus effizient in verschiedenste Fahrzeugtypen integrieren.

Assistenzsysteme sorgen für Sicherheit

Mit seinen Fahrerassistenzsystemen hat Bosch im Jahr 2019 seinen Umsatz um zwölf Prozent auf rund zwei Milliarden Euro gesteigert. Zuletzt ist es den Ingenieuren gelungen, die Kameratechnik im Auto mit Künstlicher Intelligenz auszustatten und so auf eine neue Entwicklungsstufe zu heben. Sie erkennt Objekte und teilt sie in Klassen wie Fahrzeuge, Fußgänger oder Fahrräder ein und vermisst ihre Bewegung.

Die Kamera kann im unübersichtlichen Stadtverkehr auch teilweise verdeckte oder querende Fahrzeuge, Fußgänger und Radfahrer schneller und zuverlässiger erkennen sowie klassifizieren.

Der Technologiekonzern Bosch will bis Mitte der 2020er Jahre erreichen, dass jedes Produkt über eine Künstliche Intelligenz verfügt.

Der Fernbereichs-Lidar wird nicht nur alle Sicherheitsanforderungen für den automatisierten Fahrbetrieb erfüllen. Automobilherstellern können ihn künftig darüber hinaus effizient in verschiedenste Fahrzeugtypen integrieren.
(Bild: Bosch)

So kann das Fahrzeug beispielsweise eine Warnung oder Notbremsung auslösen. Auch die Radartechnik wird permanent verfeinert. Die neue Generation erfasst das Fahrzeugumfeld noch besser – auch bei schlechten Wetter– oder Lichtverhältnissen. Grundlage dafür sind eine hohe Erfassungsreichweite, ein breiter Öffnungswinkel und eine hohe Winkeltrennfähigkeit.

Multichip-Lidar-Laser ermöglichen noch höhere Auflösungen und dadurch bessere Messsignale für das Autonome Fahrzeug. (Bild: Osram Opto Semiconductors)

Stau zur Rushhour: Mit Lidar-Sensoren lässt sich der Verkehrsfluss überwachen und mithilfe der gesammelten Informationen sogar vermeiden. (gemeinfrei)

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