Fraunhofer IZM macht autonomes Fahren sicherer und günstiger
Dank der Radar-Expertise des Fraunhofer IZM wird die Sensorik für autonome Fahrzeuge künftig nicht nur günstiger, sondern auch im Erkennungsvermögen besser. Zusammen mit Industriepartnern haben die Forschenden ein Radarsystem mit einer Trennschärfe von unter einem Grad und einem Erfassungswinkel von 180°.
Der Vorteil: Am Fahrzeug müsse nur noch weniger als die Hälfte der Radarsensoren verbaut werden, heißt es dazu in einer Mitteilung. Ermöglicht wurden diese Fortschritte durch eine Kombination aus neuen Elektronik- und Packaginglösungen in Verbindung mit der Nutzung von künstlicher Intelligenz bei der Auswertung der Radarsignale.
Während sich das autonome Fahren in den vergangenen Jahren nur langsam durchsetzt, weisen Prognos-Analysen auf einen Umbruch des Trends hin: Ab 2030 soll die Anzahl der Neufahrzeuge mit zumindest einer Pilotfunktion für Autobahnen und Landstraßen deutlich steigen. Bis dahin müssen Experten aus Forschung und Industrie die Erkennungssicherheit automatisierter Fahrzeuge verbessern. Die integrierten Sensorsysteme müssen zuverlässig in der Erfassung der Umgebung sein, damit das System auch kleine Gegenstände im Radius von mindestens 100 Metern rund um das Auto detektieren und den Unterschied zwischen Menschen, Tieren und Gegenständen mit größtmöglicher Sicherheit abschätzen kann.
Das Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM entwickelte deshalb zusammen mit der InnoSenT GmbH, der KSG GmbH, der Creonic GmbH sowie der Universität Bielefeld im Projekt KI-Radar ein Sensorsystem mit einer Trennschärfe von unter 1° bei einem Erfassungswinkel von 180°. Gegenwärtige Radarsensoren kommen lediglich auf 2° bei einem Erfassungswinkel von 90°, weshalb mit dem nun entwickelten Radarsystem die so genannte Winkelauflösung und Erfassungsbereich verdoppelt werden konnten. Dadurch können auch Objekte, die sich in einem Abstand von mehr als einem Grad zu einander befinden, eindeutig voneinander getrennt detektiert werden.
Um den Erfassungsbereich der Radare auf die bisher noch nicht möglichen 180° zu erweitern, haben die Forschenden dreidimensionale Antennenstrukturen aufgebaut. Die Herausforderung dabei: Bei einem größeren Detektionsbereich leidet die Detailwahrnehmung der Sensoren. Damit die Radare trotz weiteren Umblicks eine hohe Winkelauflösung bieten, mussten die Forschenden kreativ werden.
„Geholfen haben uns die KI-Algorithmen: Mit ihnen konnten wir die Messwerte einzelner Radarsensoren koppeln und so die Winkelauflösung entscheidend erhöhen“, sagt Dr. Christian Tschoban, Projektverantwortlicher und Gruppenleiter am Fraunhofer IZM.
Dank des höheren Erfassungsbereichs der neuen Radarsensoren müssen statt der bislang üblichen rund 16 Radarsensoren je Fahrzeug nur noch sechs Sensoren verbaut werden, um die 360°-Detektion mit der geforderten Sicherheit zu erreichen. Dies reduziere die Fertigungskosten für die Radarsysteme auf weniger als die Hälfte.
Das Projekt KI-Radar ist ein Verbundprojekt unter Koordination von InnoSenT GmbH, gemeinsam mit KSG GmbH, Creonic GmbH sowie der Universität Bielefeld und wurde vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit 2,32 Millionen Euro gefördert.