Lidar und die Zukunft des automatisierten Fahrens

Sensoren und Mikrofone ersetzen Sinne: Mithilfe unterschiedlicher Technik können autonome Fahrzeuge sehen und hören. Was können Radar, Lidar und Co. leisten? Ein Überblick.

Der Entwicklungsdienstleister fka hat mit DIN und SAE die DIN SAE Spezifikation 91471 veröffentlicht. Die Spezifikation legt eine Bewertungsmethodik für Lidar-Sensoren vor und unterstützt bei der Vereinheitlichung von Testmethoden.

Je weiter die Entwicklung in Richtung L2+ und L3, desto mehr Kameras, Ultraschall- und Lidarsensoren werden in einem Fahrzeug verbaut. Derzeit gibt es Pilotprojekte, die bis zu 45 Sensoren für eine L3-Applikation umfassen. OEMs müssen abwägen, ob sich ein Projekt dieser Größe wirtschaftlich für sie lohnt und die folgenden drei Aspekte berücksichtigen.

We discuss the importance of sensing technology in enabling intelligence of future automotive vehicles. We briefly overview efforts of leading technology companies such as Waymo and Tesla which resulted in impressive progress toward highest levels of driving automation. We then describe our efforts in the areas of future radars and lidars, specifically, those which go beyond 2D and mechanical scanning emphasizing importance of AI in improving sensor performance at marginal added cost. We then discuss trends in optical computing with its promise of substantially reducing energy consumption while enhancing edge computing.

Die Entwicklung, Erprobung und Validierung von Fahrerassistenzsystemen und automatisierten Fahrfunktionen ist im realen Fahrversuch aufgrund mangelnder Skalierbarkeit nur eingeschränkt möglich. IPG Automotive und die Hochschule Kempten beschreiben eine effiziente Simulations-Toolchain, die eine nahtlose Integration und Austauschbarkeit verschiedener Sensormodelle und Systemkomponenten ermöglicht.

Durch assistiertes und autonomes Fahren wird künftig eine größere Nachfrage nach Daten zu Abständen und Objektgeschwindigkeiten entstehen. Die wichtigste Aufgabe dabei ist es, die notwendigen Sensorsysteme und den Umfang der Rechenleistung für die Zusammenführung von Sensordaten zu definieren, um diese Funktionen zuverlässig auszuführen. Eine mögliche Lösung ist, die Funktionalität der Sensoren zu erweitern statt die Anzahl drastisch zu erhöhen, so Duong-Van Nguyen von Panasonic.

Fahrerassistenzsysteme erlebten bereits seit den Anfängen in den 70er und 80er Jahren eine faszinierende Entwicklung, die noch längst nicht abgeschlossen ist: Einerseits sind Einzelsysteme wie Adaptive Cruise Control, Lane Keeping Assistant, Parkassistenz etc. bereits in Serie, die bestimmte Aspekte der Fahrzeugführung unterstützen, indem sie z. B. bei der Längs- oder Querführung assistieren. Diese Entwicklung hat sowohl an Dynamik als auch an Funktionsvielfalt zugenommen.

The advancing automation within the mobility sector poses new challenges. The open parameter space of potential traffic scenarios turns out to be difficult in the development and certification of advanced driver assistance systems. Scenario based, simulative validation of driving functions appears to be a promising solution. Given the assumption that only a fraction of all traffic scenarios is safety critical and should be considered for the evaluation of driver assistance systems, a simulation based selection of test relevant driving scenarios can be carried out.

Lidar ist die ideale Ergänzung für eine Sensorfusion mit Kamera und Radar. Das Micro-Motion-Verfahren von Cepton Technologies, das ohne mechanische Spiegel auskommt, ermöglicht kostengünstige Lidar-Sensoren, deren Bauraumbedarf und Funktionssicherheit die hohen Anforderungen von Automotive-Anwendungen erfüllt.

Als integraler Bestandteil von automatisiert und selbstfahrenden Autos kann ein LiDAR-Sensorsystem zur Abstands- und Geschwindigkeitsmessung sowie zur Klassifizierung von Objekten im Straßenverkehr eingesetzt werden. Neben den optischen Sensoren kommt den elektronischen Schaltungskomponenten eine besondere Bedeutung zu. 

In Zukunft werden Autos automatisiert und autonom fahren können. Darüber herrscht Einigkeit bei den Experten. Über den genauen Zeitpunkt und Ablauf hingegen wird in der Automobilbranche diskutiert. Dennoch bereiten Zulieferer wie Valeo bereits erste Produkte vor.