Sicherheit im Straßenverkehr Digitale Lichtprojektion im Fahrzeug aktuell noch im Premiumsegment

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Leistungsstarke LEDs zusammen mit Elektronik und Software projizieren Licht auf die Straße und sorgen im Fahrzeug für eine angenehme Atmosphäre. Im Interview erklären zwei Lichtexperten, was digitale Lichtprojektion heute schon leistet und wann es im Kompaktwagensegment anzutreffen ist.

Das Verständnis von Mobilität verändert sich durch Digitalisierung und Elektrifizierung grundlegend. In den letzten Jahrzehnten entwickelten sich Fahrzeuge vom einfachen Transportmittel zum selbstfahrenden Datenzentrum. Dabei angepasst haben sich die Ansprüche an Individualität, Komfort und Design. Die Automobilbranche braucht neue Perspektiven.

Plastic Omnium (ams Osram AMLS - siehe Kasten) hat es sich zur Aufgabe gemacht, die Automobilbeleuchtung durch intelligente Systeme weiterzuentwickeln. Damit sind moderne Mobilitätskonzepte im Fahrzeug möglich. Plastic Omnium verbindet Lichttechnik mit Elektronik und Software: Es entsteht eine vernetzte, sichere, personalisierte und nachhaltige Mobilität.

Die digitale Projektion im Fahrzeug

Eine von den daraus entstandenen Entwicklungen sind digitale Projektionssysteme, die das Fahrzeug und seine Umgebung in eine interaktive Leinwand verwandeln.

Im Interview sprechen CTO Dr. Dirk Linzmeier und Dr. Michael Rosenauer, Head of R&D Projection and Advanced Development, über den Mehrwert von digitalen Projektionen, die technischen Hintergründe und wie es um die Serienproduktion von digitalen Projektionen steht.

Herr Dr. Linzmeier, welche Anwendungsfelder gibt es für digitale Projektionssysteme in der Fahrzeugentwicklung?

Digitale Projektionssysteme bieten verschiedene Möglichkeiten, den Exterior- und Interior-Bereich individuell zu gestalten. So erweitern neue digitale Projektionen beispielsweise das klassische Willkommens-Szenario, das beim Einsteigen vor die Fahrer- und Beifahrertür projiziert wird, auf das Armaturenbrett. Dort wird die Projektion mit der Ambiente-Beleuchtung synchronisiert und je nach Stimmung der Passagiere angepasst. Beispielsweise gibt es verschiedene Modi zur Auswahl: von „Entspannung“ bis „Action/Sport“.

Diese Individualisierung geht weit über die vorwiegend funktionelle Verwendung hinaus und verbindet Projektionen mit echten Emotionen – das Fahrzeug entwickelt sich zum Zuhause. Eine weitere Anfrage von einem großen Automobilhersteller bezog sich außerdem auf dynamische Welcome-Projektionen im Fußraum oder auf den Sitz. Steigt der Fahrgast hinten ein, wird er hingegen mit Bildern, Grafiken oder auch Videos auf dem Dachhimmel des Fahrzeuges begrüßt. Das schafft nicht nur eine einladende und unterhaltsame Atmosphäre, sondern vergrößert auch die Innenraumwirkung.

Herr Dr. Rosenauer, können Sie ergänzend etwas zu den Digital-Micromirror-Modulen sagen?

Unserer Digital Micromirror-Module (DMD), welche die aktuelle Basis unserer digitalen Projektionssysteme sind, ergänzen zudem wichtige Sicherheitsfunktionen im Exterior. So können die Module für eine bessere Sicht beim Einsteigen flexibel verschiedene Arten von Lichtteppichen vor die Fahrer- und Beifahrertür projizieren. Das erleichtert es gerade bei Dunkelheit oder schlechten Sichtverhältnissen. Darüber hinaus ist die Technik in der Lage, Warnsymbole neben dem Fahrzeug darzustellen oder sogar Warnsignale an die Umgebung zu kommunizieren.

Leistungsstarke LEDs mit Elektronik und Software

Herr Dr. Rosenauer, können Sie die technischen Ansätze hinter den digitalen Projektionslösungen genauer erläutern?

Unsere modular aufgebauten Projektionslösungen bestehen aus einem optischen System mit leistungsstarken LEDs, dem DMD, sowie integrierter Elektronik aus Hard- und Software, um das System anzusteuern. Dank des kompakten Designs der DMD-Module lassen sie sich flexibel am Fahrzeug installieren. Die Projektionen lassen sich auf den verschiedensten Oberflächen sowohl Außen als auch Innen darstellen.

Die DMDs von Texas Instruments für die Bodenprojektion sind in verschiedenen Performance-Leveln erhältlich: Es gibt das 0,2-Zoll-DMD (DLP 2021-Q1) mit einer Auflösung von 588 x 330 Pixel sowie das 0,3-Zoll-DMD (DLP 3021-Q1) mit 864 x 480 Pixel.

Der optische Output liegt dabei bei 25 bis 200 lm. Um zum Beispiel bei Dachapplikationen eine hochfrequente Modulation der Spiegel für flüssige Wiedergabe von Bildern und Videosequenzen sicherzustellen, benötigt es 150 lm. Zur Ansteuerung von weißen oder RGB-Hochstrom-LEDs wird eine hocheffiziente, kompakte Leistungselektronik eingesetzt. Die erwähnten Videos werden von einem internen Speicher abgespielt – ein Daten-Update ist hierbei möglich – oder im Livestream übertragen werden. Je nach Anwendungsfall lässt sich so der beste Kompromiss zwischen Dynamik und Systemkosten finden.

Herr Dr. Linzmeier, welche Vorteile bietet der Einsatz digitaler Projektionslösungen OEMs und Endkunden?

Der Einsatz digitaler Projektionen öffnet OEMs vielfältige Gestaltungsoptionen für das Fahrzeugdesign. Für den Endkunden ist wiederum ein besonders modernes und individuelles Fahrerlebnis möglich. Zudem bieten sich Fahrzeugherstellern Möglichkeiten für das Content-Management sowie das Servicegeschäft im Aftermarket.

Dadurch erhalten Endkunden neue Animationspakete und individuelle Anpassungsvarianten in einem Abo-Modell, die sich bequem per App auf dem eigenen Smartphone steuern lassen. So können sie ihr ganz persönliches „Wohnzimmer auf Rädern“ gestalten. Eindrucksvolle digitale Projektionen, sei es auf dem Dashboard oder dem Headliner, sorgen für einen „Wow-Effekt“ und damit für ein hochwertiges und faszinierendes Fahrerlebnis.

Lichtprojektion und die Straßenverkehrsordnung (StVO)

Digitale Projektionen sollen die Sicherheit im Straßenverkehr erhöhen. Herr Dr. Rosenauer, ist das Thema Projektion im Straßenverkehr (StVO) bereits heute möglich?

Bereits heute lässt die Straßenverkehrsgesetzgebung umfangreiche Projektionen im Umfeld des Fahrzeugs zu, wenn das Fahrzeug parkt. Auch die Projektion von weißem Licht zur besseren Ausleuchtung um das Fahrzeug herum ist möglich, insofern das Fahrzeug mit einer maximalen Geschwindigkeit von 10 km/h manövriert wird.

Aktuell setzen sich Expertengremien zur Regulierung der Automobilbeleuchtung intensiv mit dem erweiterten Einsatz von Projektionen auseinander, um die Straßenverkehrssicherheit zu erhöhen. So hat beispielsweise ein Regelungsvorschlag, der zur Unterstützung der Fahrer die digitale Projektion von Symbolen auf die Straße vor dem Fahrzeug erlaubt, gerade eine der wichtigsten Hürde in der UN-Gesetzgebung genommen. Wir werden also bereits im nächsten Jahr vermehrt Fahrzeuge auf der Straße sehen, welche die neue Technologie einsetzen.

Gibt es von Ihrer Seite und mit Partnern schon konkrete Anwendungen, die rechtlich erlaubt sind, Herr Dr. Linzmeier, und lassen diese sich bereits umsetzen?

Als konkretes Beispiel können wir den 7er BMW als Serienprojekt nennen. Dieser ist mit der aktuellsten Entwicklung unseres dynamischen Lichtteppichs ausgestattet und kann vier verschiedene Musterdesigns projizieren. Neben den bereits am Markt verfügbaren Projektionsmodulen für den Seitenspiegel oder die Türschwelle gibt es bereits Entwicklungen, die eine gewisse Dynamik zulassen. Das ist bei korrekter lichttechnischer Auslegung im Stand des Fahrzeugs erlaubt.

Eine Frage zu den Kosten für derartige digitale Projektionssysteme. Herr Dr. Rosenauer, ist das eher etwas für das Premium-Segment oder ließe es sich auch in der Kompakt-Klasse einsetzen?

Entwicklungen im Feld der digitalen Projektion können wir zunächst im Premiumsegment sehen. Das hängt nicht nur mit den initial höheren Kosten zusammen, sondern beispielsweise auch mit der notwendigen Infrastruktur sowie der Systemarchitektur im Fahrzeug. Jedoch sehen wir bereits vermehrt Anfragen und Projekte im Kompaktsegment, sodass wir mit einer Ausweitung auf hochvolumige Modelle zeitnah nach dem Start im Premiumbereich rechnen.

Also ist die digitale Projektion nur in der Kleinserie möglich oder ist sie auch die Großserie geplant, Herr Dr. Linzmeier?

Zurzeit beobachten wir eindeutig einen Bedarf bei der Großserien unterschiedlicher OEMs. Die für eine umfangreiche digitale Projektion notwendige E/E-Infrastruktur benötigt teilweise erhebliche Anpassungen in der heutigen Fahrzeugarchitektur. Entsprechend erwarten wir hoch individuelle Entwicklungen in Kleinserien des absoluten Luxussegments erst, nachdem der Marktstart im Premiumsegment erfolgt ist.

Lichtprojektionen beim autonomen Fahren

Dr. Rosenauer; Audi und Land Rover haben bereits Pläne für den Einsatz von Projektionen in autonomen Fahrzeugen präsentiert. Ist das ein ähnlicher Ansatz?

Aktuell gibt es mehrere Ansätze weltweit, die sich Projektionen im Sinne einer Kommunikation mit der Außenwelt zunutze machen. Ein Beispiel dafür ist der vorbeifahrende Radfahrer, der durch eine Bodenprojektion zusätzlich auf den Status des autonomen Fahrzeugs hingewiesen wird. Beispielsweise, dass er als Radfahrer wahrgenommen wurde und das Fahrzeug entsprechend auf ihn reagiert. Entscheidend für die Funktionalität dieser Projektion ist, dass das Fahrzeug, die Sensoren und Aktoren und damit die Lichtprojektion in Echtzeit auf die Umwelt reagieren.

Dr. Linzmeier, inwiefern wirkt sich die Entwicklung hin zum autonomen Fahren auf die Herstellungs- und die Anwendungsfelder digitaler Projektionen aus?

Im Hinblick auf die Entwicklungen beim autonomen Fahren können wir mit der Lichttechnologie einen Beitrag zu mehr Sicherheit und Komfort leisten. Außenprojektionssysteme können zum Beispiel bereits vorhandene Beleuchtungsfunktionen in relevanten Situationen unterstützen und sorgen somit für deutlichere Sichtbarkeit von Blink- und Bremslicht.

Projektion bei Polizei, Feuerwehr und Baustellenfahrzeugen

Wären digitale Projektionssysteme auch bei Einsatzfahrzeugen wie bei der Polizei und Feuerwehr möglich, Herr Dr. Linzmeier?

Denkbar wäre es, wenn auch nur im eingeschränkten Bereich mit kontrollierten Lichtbedingungen. Was es bereits gibt, sind Gabelstapler mit einer blauen „Projektions-Rückleuchte“, damit das Fahrzeug bei schneller Arbeit in engen Hallen besser wahrgenommen werden kann. Für Polizei und Feuerwehr gestaltet sich die Integration von Projektionen etwas schwieriger: Bei diesen Fahrzeugen ist eine durchgehend gute Beleuchtung sowohl bei Tag als auch in der Nacht essenziell, sei es durch sichtbare Signale, Blinklichter oder Leuchttafeln. Die Ausstattung ist bereits vorhanden und funktioniert im Alltag.

Wie sieht es bei den vielen Baustellenfahrzeugen aus, Herr Dr. Rosenauer?

Grundsätzlich wären Projektionen bei Baustellenfahrzeugen ein gutes Add-On gerade hinsichtlich bei Arbeiten in der Nacht. Die Fahrzeuge sind weniger umfangreich ausgeleuchtet, was die Zusammenarbeit mit anderen Maschinen erschwert und im Weiteren auch für eine Gefahrensituation sorgen kann.

So ließe sich beispielsweise der Schwenkbereich eines Baggers mit einer Projektionen kennzeichnen, damit sich die Arbeitenden der Gefahrenzone bewusst sind und diese präventiv meiden können. Das wäre die Projektion als Markierung sozusagen.

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