Sie sind hier: HomeTelekommunikation

Sensoren für autonome Fahrzeuge: Rigorose Real-World-Tests sind ein Muss

Es gibt verschiedene Technologien, die eingesetzt werden, um Autos zu helfen, die Welt um sich herum zu "sehen" und auf die sich verändernde Umgebung zu reagieren. Jede hat ihre eigenen Einschränkungen und Anforderungen an die Zuverlässigkeit. Keysight beleuchtet sie näher.

Durch 77 GHz-Technologie, steigt die Auflösung der Sensoren weiter und ermöglicht beispielsweise eine genauere Detektion kleinerer Gegenstände. Bildquelle: © Continental

Aktuelle Fahrzeuge mit Assistenzsystemen verfügen über bis zu 24 unterschiedliche Radarsensoren. Jeder einzelne muss sorgfältig abgestimmt werden, um sicherzustellen, dass er die anderen um sich herum nicht stört, während er gleichzeitig das bestmögliche Signal empfangen muss. Um dies zu erreichen, müssen die Automobilhersteller strenge Tests gegen eine Reihe von potenziellen Umgebungen durchführen.

So wie jeder Führerscheinanwärter seine Sehtüchtigkeit nachweisen muss, müssen Entwickler automatisierter Fahrzeuge sicherstellen, dass diese nicht blind arbeiten. Sensoren für autonome Fahrzeuge müssen unter Extrembedingungen zuverlässig reagieren. Es gibt verschiedene Technologien, die eingesetzt werden, um Autos zu helfen, die Welt um sich herum zu "sehen" und auf die sich verändernde Umgebung zu reagieren. Jede hat ihre eigenen Einschränkungen und Anforderungen an die Zuverlässigkeit.

Kameras
Als einfachste der heutigen Methoden verwenden Kameras Lichtwellen, um die Welt zu erfassen. Sie müssen durch fortschrittliche maschinelle Lerntechniken zur Bilderkennung unterstützt werden, aber sie sind am effektivsten in der Erkennung von Formen, wie zum Beispiel Hindernisse auf der Straße oder Buchstaben auf einem Schild. Ihre Wirksamkeit kann jedoch durch Bedingungen wie Licht, starke Regenfälle oder Dunkelheit eingeschränkt sein, die die Fähigkeit eines Fahrzeugs beeinträchtigen, Veränderungen in seiner Umgebung genau zu erkennen und darauf zu reagieren.

Radar
Basierend auf der gleichen Technologie, die auch für die Flugzeugnavigation verwendet wird, bieten diese Systeme nach Einschätzung von Keysight die genaueste Darstellung der Entfernung von physikalischen Objekten unter Verwendung elektromagnetischer Wellen. Je mehr Sensoren an einem Fahrzeug angebracht sind, desto genauer ist das Bild. Allerdings erhöht sich mit der Zahl der Sensoren auch die Wahrscheinlichkeit, dass sie interferieren und sich gegenseitig stören. Unterschiedliche Frequenzen können genutzt werden, um unterschiedliche Weltverständnisse zu entwickeln, von der Distanzsicht bis hin zu detaillierten Nahaufnahmen.

LIDAR
Diese Systeme nutzen gepulstes Laserlicht und seine Reflexionen, um ein präzises Verständnis der Welt zu entwickeln. Sie werden am besten für die hochauflösende Nahfeldaufnahme eingesetzt. Wie Kameras sind sie sehr anfällig für Umweltprobleme, zumal wechselnde Lichtverhältnisse unterschiedliche Kalibrierungen erfordern.

V2X
Die drahtlose Kommunikation von Fahrzeugen mit anderen Fahrzeugen, Schildern, Cloud-Anwendungen und sonstiger Infrastruktur birgt ein großes Potenzial für sichereres Fahren. Mit dieser Art von Verbindungen können Autos die Absichten anderer Autos um sich herum kennen und sich effizienter anpassen als menschliche Fahrer. Sie ermöglicht zudem Informationen über Veränderungen im Verkehrsfluss jenseits der Sichtlinie eigener Sensoren, wie zum Beispiel stehender oder verlangsamter Verkehr um eine Ecke. Die Umsetzung erfordert hohe Investitionen in die Infrastruktur und eine standardisierte Kommunikation aller Fahrzeuge. Sie wird auch strenge Anforderungen an die Verbesserung der Zuverlässigkeit von drahtlosen Verbindungen stellen, insbesondere bei Bewegungen mit hoher Geschwindigkeit.

"Einige Unternehmen haben einen bevorzugten Ansatz bei der Sensorik, doch eines ist klar: Vollständig autonome Fahrzeuge benötigen alle Informationen, derer sie habhaft werden können", sagt Frederic Weiller, Senior Director of Solutions Marketing bei Keysight Technologies. "So wie wir unser Sehvermögen und unser Gehör nutzen, um zu verstehen, was in der vor uns liegenden Welt geschieht, ergänzt durch Verkehrsinformationen aus dem Radio, werden unsere automatisierten Autos mehrere Sinne benötigen, um effektiv zu funktionieren. Jeder Sinn muss die höchsten Anforderungen an Genauigkeit und Zuverlässigkeit erfüllen. Der Straßenverkehr kann unvorhersehbar sein, selbst wenn sich alle Fahrzeuge synchron zueinander bewegen, und winzige Unterschiede in der Art und Weise, wie ein Signal empfangen wird, können einen erheblichen Unterschied in der Reaktion des Fahrzeugs ausmachen."

Aktuelle Fahrzeuge mit Assistenzsystemen verfügen über bis zu 24 unterschiedliche Radarsensoren. Jeder einzelne muss sorgfältig abgestimmt werden, um sicherzustellen, dass er die anderen um sich herum nicht stört, während er gleichzeitig das bestmögliche Signal zu empfangen muss. Um dies zu erreichen, müssen die Automobilhersteller strenge Tests gegen eine Reihe von potenziellen Umgebungen durchführen. Diese Sensoren und ihre Signale können durch das Chaos der sie umgebenden Signale, Wetterbedingungen wie Schnee oder Regen sowie Hardwareeinschränkungen beeinflusst werden. Trotz dieser Herausforderungen müssen sie jedes Mal konsistente und genaue Ergebnisse liefern, damit der Mensch ihnen vertrauen kann, wenn diese Systeme das Steuer übernehmen. Die richtige Wahl dieser Sensoren, so Keysight, sei der Schlüssel für die Zukunft des autonomen Fahrens und werde dazu beitragen, die Betriebseffizienz von fahrerlosen Fahrzeugen zu gewährleisten und gleichzeitig das Vertrauen der Menschen zu gewinnen.