Staub, Wasser und Radar – eine versteckte Gefahr für die Zuverlässigkeit autonomer Fahrzeuge
Eine zentrale Herausforderung für die Technologie des autonomen Fahrens – wie Staub- und Feuchtigkeits-Kontaminationen die Zuverlässigkeit von Automobil-Radarsensoren beeinträchtigen – wird im Mittelpunkt stehen bei einer Präsentation von Jeongmin Kang, Postdoc-Forscher an der Halmstad University. Die Präsentation findet statt an der kommenden Evertiq-Expo Malmö am 15. Mai 2025.
In seiner Präsentation an der Expo, mit dem Titel “Auswirkungen von Oberflächenkontamination durch Staub und Feuchtigkeit auf Automobil-Radarsensor-Frequenzen” (“Effects of dust and moisture surface contaminants on automotive radar sensor frequencies”), wird Kang über die Ergebnisse einer Studie sprechen, deren Ziel es war, zu untersuchen, wie Oberflächenkontamination sich auf Radarleistung bei realen Fahrbedingungen auswirkt.
“An der Sensoroberfläche können verschiedene Arten von Kontaminationen stattfinden”, sagt er zu Evertiq. “Allerdings haben sich zahlreiche Studien vor allem auf das Zusammenspiel zwischen Wasser und Radar konzentriert. Je nachdem, an welcher Stelle ein Sensor eingebaut ist, entstehen Kontaminationen auf der Sensoroberfläche durch Partikel in der Luft, Substanzen von der Straße oder ungünstige Witterungsverhältnisse. Wir haben diese Arbeit konzipiert, um die Auswirkungen von solchen Kontaminationen auf die Sensorleistung abzuschätzen.
Die Studie hat das Verhalten von Radarsignalen durch eine Polypropylene-Oberfläche getestet, die mit verschiedenen Kombinationen von Wasser und ISO-Standardstaub behandelt worden war. Dazu hat sie eine Reihe fortschrittlicher Messinstrumente eingesetzt, unter anderem einen 76–81 GHz Radar-Sensor, ein 72–82 GHz Automobil-Radomprüfgerät, und einen 60–90 GHz Vektor-Netzwerkanalysator. Die Ergebnisse zeigen ein bedeutendes Problem:
“Die Ergebnisse unserer Experimente legen nahe, dass eine Kombination von Staub und Wasser zu einer höheren Abschwächung des Radarsignals führt als Staub allein. Das lenkt den Blick auf die wichtigen Auswirkungen von Feuchtigkeit/Wasser auf Radarsignal-Integrität.”
Weil Automobil-Radarsensoren eine zentrale Rolle spielen für die Wahrnehmungssysteme autonomer Fahrzeuge, ist es unverzichtbar, ihre Funktionalität bei allen Wetter- und Strassenbedingungen sicherzustellen. Kang betont die praktischen Implikationen seiner Erkenntnisse:
“Es ist ersichtlich, dass der Grad der Kontamination anders ist, je nachdem, wo der Sensor eingebaut ist. Zusammen mit einer Analyse der Art und des Ausmaßes von Oberflächenkontamination bei herausfordernden Fahrbedingungen, können diese Ergebnisse wertvolle Erkenntnisse liefern, die beim Design von autonomen Fahrzeugsystemen helfen, die Platzierung von Sensoren zu optimieren.”
Im Hinblick darauf, dass Automobilradar immer wichtiger wird für autonome Systeme, wie dringend muss die Branche sich mit Oberflächenkontamination als Risiko für die Zuverlässigkeit beschäftigen?
“Um voll-autonome Fahrsysteme zu erreichen, zielen wir darauf ab, auch die kleinsten Sensor-Ungenauigkeiten zu vermeiden. Oberflächenkontamination beeinträchtigt die normale Leistung von Sensoren. Aus diesem Grund glaube ich, dass quantitative Analysen und ein Verständnis dieser Auswirkungen unverzichtbare Schritte dazu sind, ein zuverlässiges, voll-autonomes Fahrsystem zu realisieren”, sagt Jeongmin Kang abschliessend.
Jeongmin Kang wird auf der Bühne stehen und einen tiefen Einblick in die Auswirkungen von Staub und Feuchtigkeit auf die Leistung von Radarsensoren geben an der Evertiq Expo Malmö am 15. Mai. Seine Arbeit ist ein wichtiger Hinweis darauf, dass selbst kleine Umweltfaktoren, wie die Art des Drecks, der an der Stoßstange eines Autos klebt, grosse Auswirkungen auf die Zukunft der Fahrzeugautomatisierung haben können.
