Lidar: So funktioniert das Radar-System Mit Lidar fahren Autos selbstständig

von Holger Ippen 12.06.2019

Lidar ist ein Radar-System, mit dem autonom fahrende Autos die Umgebung und das Verhalten anderer Verkehrsteilnehmer stets richtig einschätzen sollen. So funktioniert es!

Autonom fahrende Autos müssen ihre Umgebung genauestens kennen, um wie der Fahrer aus Fleisch und Blut stets richtige Entscheidungen treffen zu können. Neben Nahbereichs-, Mittelrange- und Fernbereichsradar, Kameras, Infrarot und Ultraschallsensoren hält bei Autos künftig auch die Lidar-Technik Einzug. Der Name steht für Light Detection and Ranging und verrät, was diese Technik kann: die Umgebung optisch erfassen und alle Bewegungen sowie Entfernungen zu anderen Verkehrsteilnehmern richtig einschätzen. Gut, das können in Summe auch die anderen konventionellen Sensoren des Autos, bieten sie doch sogar jetzt schon einen echten 360-Grad-Rundumblick. Doch für eine so komplexe Aufgabe wie das autonome Fahren (Level 3 bis 5) Bedarf es Zusatz-Techniken, die beim Ausfall eines Systems die Karriere beim Militär zurückblicken – und auch so aussehen –, halten immer neue und kompaktere Geräte Einzug, die sich zudem ganz unauffällig in die Fahrzeugkarosserie integrieren lassen. Zulieferer Magna etwa präsentiert mit seinem „ICON Radar“ eine Zukunfts-Technologie, die in Kombination mit einem schnellen Prozessor und einem Bildverarbeitungsprogramm eine hochpräzise Objekterkennung ermöglicht.

Das Icon Radar von Magna im Video:

 
 

Selbstfahrende Autos benötigen Lidar

Magna spricht sogar von einer Umfeld-Erkennung in vier Dimensionen. Denn dieses System kann neben dem räumlichen Erfassen der Umgebung des Fahrzeugs auch die Bewegungsprofile aller anderen Verkehrsteilnehmer erfassen und vorausberechnen. Somit weiß das autonom fahrende Auto frühzeitig, wann und aus welcher Richtung Gefahren drohen und kann rechtzeitig mit der Gefahrenabwehr (warnen, bremsen, ausweichen) beginnen. Dazu blickt die Lidar-Technik 300 Meter weit und scannt die Umgebung 50 Mal schneller als ein Augenzwinkern. Somit entgeht dem ICON Radar nichts. Kein Wunder, denn genau darauf sind die Entwickler spezialisiert. Das System wurde in Zusammenarbeit mit dem Technologie-Start-Up Uhnder entwickelt, dessen Engineerings-Schwerpunkt bisher Tarnkappentechnologien galt. Ab 2019 soll der ICON Radar verfügbar sein und helfen, den Entwicklungssprung beim autonomen Fahren von Level 3 zu Level 5 zuverlässig zu ermöglichen. Auch die Osram-Tochter Opto Semiconductors hat einen Vier-Kanal-Laser entwickelt. Dieser Lidar kann extrem kurze Pulslängen in vier parallelen Ausgangskanälen auswerten. So entstehen fast fotorealistische 3D-Bilder. Der Clou: Hier kommt man erstmals bei einem Lidar-System ohne Mechanik zum Umlenken des Lichtstrahls aus. Dadurch wird die Technik robust und unanfällig für Verschleiß.

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Lidar-Systeme von Audi, Osram und Magna

Das Grundprinzip ist auch hier die Laufzeitmessung: Ein kurzer Laserpuls wird ausgesandt, trifft auf ein Objekt, wird reflektiert, kommt also zurück und wird dann von einem Detektor erfasst. Aus der Laufzeit des Laserstrahls ergibt sich die Entfernung des Objekts. Das läuft rasend schnell ab. Der Lidar rastert so die Umgebung des Autos und erstellt aus den Ergebnissen eine hochaufgelöste 3D-Karte des Umfelds – tausend Mal in der Sekunde. Heute wird die Umlenkung der Laserstrahlen in Scanning-Lidar-Systemen meist mit mechanisch bewegten Spiegeln realisiert. Der neue spiegellose 4-Kanal-Lidar von Osram soll noch in diesem Jahr serienreif sein.

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