Das automatisierte Fahren wird in der Zukunft noch sicherer werden. Voraussetzung hierfür sind neben den bisher eingebauten Kamera- und Radarsystemen der Einsatz von Abstandsmessungen mit der Präsizion eines Lasersystems. Bosch plant den Einstieg in die Serienentwicklung des ersten automotive-tauglichen Lidars (light detection and ranging). Ein laserbasierter Abstandsmesser unterstützt Fahrfunktionen nach SAE-Level 3 bis 5, bei denen das Fahrzeug Funktionen des Fahrers übernimmt. Dabei soll der neue Sensor laut Hersteller sowohl große Reichweiten im Autobahnbetrieb als auch den Nahbereich in der Stadt erfassen.
Bosch plant den Einsatz im Massenmarkt
Mithilfe von Skaleneffekten will Bosch laut eigenen Angaben den Preis der aufwendigen Technik senken und diesen massenmarkt-tauglich machen. „Bosch schließt die Sensorlücke und macht automatisiertes Fahren somit erst möglich“, lautet das offizielle Statement von Bosch-Geschäftsführer Harald Kröger.
Der parallele Einsatz von drei Sensoren soll die Sicherheit beim automatisierten Fahren erhöhen. Nach eigenen Analysen von Bosch sind sämtliche Anwendungsfälle automatisierter Fahrfunktionen untersucht – vom Autobahnassistenten bis zum vollautomatisierten Fahren in der Stadt. Als Beispiele genannt sind besondere Situationen: Wenn sich beispielsweise an einer Kreuzung ein Motorrad mit höherer Geschwindigkeit einem automatisierten Fahrzeug nähert, braucht es zusätzlich zu Kamera und Radar einen Lidar, um ein zuverlässiges Erfassen des Zweirads sicherzustellen. Denn eine schmale Silhouette und Kunststoffverkleidungen sind für einen Radar in diesem Fall schwer zu erkennen. Eine Kamera kann zudem immer durch ungünstigen Lichteinfall geblendet werden. Somit zeigt sich: Wenn Radar, Kamera und Lidar im Trio eingesetzt werden, ergänzen sie sich laut Bosch optimal und liefern in jeder Fahrsituation verlässliche Informationen.
Technische Details
Neben den bisher eingesetzten Kamera- und Radarsystemen wird in Zukunft der Laser als drittes System eingesetzt. Der Lidarsensor sendet einen Laserimpuls aus und empfängt das zurückgestreute Laserlicht. Aus der Differenz, die das Licht für die zurückgelegte Strecke benötigt, berechnet der Sensor die Entfernung eines Objektes. Ein Lidar weist eine sehr hohe Auflösung bei großer Reichweite und großem Sichtbereich auf. So erkennt der laserbasierte Abstandsmesser auch nichtmetallische Hindernisse in großer Entfernung zuverlässig – beispielsweise Steine auf der Straße. Fahrmanöver wie Bremsen oder Ausweichen sollen laut Bosch entsprechend rechtzeitig eingeleitet werden. Gleichzeitig stellt der Einsatz eines Lidars im Fahrzeug an dessen Komponenten wie Detektor und Laser hohe Anforderungen – vor allem im Hinblick auf Temperaturbeständigkeit sowie Zuverlässigkeit über das gesamte Fahrzeugleben.
Bosch greift bei der Lidar-Entwicklung auf sein Sensorik- und System-Know-how im Radar- und Kamerabereich zurück, so lassen sich alle drei Sensortechnologien laut Hersteller optimal aufeinander abstimmen. „Wir wollen automatisiertes Fahren sicher, komfortabel und faszinierend machen. Dadurch leisten wir einen entscheidenden Beitrag zur Mobilität der Zukunft“, sagt hierzu Kröger. Der Fernbereichs-Lidar von Bosch soll nicht nur alle Sicherheitsanforderungen für den automatisierten Fahrbetrieb erfüllen. Automobilherstellern können ihn künftig darüber hinaus effizient in verschiedenste Fahrzeugtypen integrieren.
Künstliche Intelligenz macht Assistenzsysteme noch sicherer
Bosch ist Innovationsführer bei Sensorik für Fahrerassistenzsysteme und automatisiertes Fahren. Das Unternehmen entwickelt und fertigt seit vielen Jahren millionenfach Ultraschall-, Radar- und Kamerasensoren im eigenen Haus. Mit Fahrerassistenzsystemen hat Bosch laut eigenen Angaben 2019 seinen Umsatz um zwölf Prozent auf rund zwei Milliarden Euro gesteigert. Die Assistenzsysteme ebnen den Weg zum automatisierten Fahren. Zuletzt ist es den Ingenieuren gelungen, die Kameratechnik im Auto mit künstlicher Intelligenz auszustatten und so auf eine neue Entwicklungsstufe zu heben.
Sie erkennt Objekte und teilt sie in Klassen wie Fahrzeuge, Fußgänger oder Fahrräder ein und vermisst ihre Bewegung. Die Kamera kann im unübersichtlichen Stadtverkehr auch teilweise verdeckte oder querende Fahrzeuge, Fußgänger und Radfahrer schneller und zuverlässiger erkennen sowie klassifizieren. So kann das Fahrzeug eine Warnung oder Notbremsung auslösen. Auch die Radartechnik wird permanent verfeinert. Die neue Generation der Bosch-Radarsensoren sollen das Fahrzeugumfeld noch besser erfassen – auch bei schlechten Wetter- oder Lichtverhältnissen. Grundlage dafür sind eine hohe Erfassungsreichweite, ein breiter Öffnungswinkel und eine hohe Winkeltrennfähigkeit.
Bosch im Wettbewerb
Neben Bosch setzen bereits weitere Firmen in der Entwicklung auf kombinierte Systeme für autonome Fahrtechnik. Waymo als Google-Ableger hat seine Systeme bereits im Erprobungsbetrieb. Bisher werden vorwiegend permanent kreisende Scanner zur Erfassung eingesetzt, die zur 360 Grad-Erfassung des Umfeldes zentral auf dem Dach der Fahrzeuge installiert sind. Daraus ergibt sich ein optischer Nachteil und die Systeme sind auch relativ teuer.
Fazit
Bosch erprobt bereits autonome Fahrtechnik in Kooperation mit Daimler seit Ende 2019 in den USA für einen Mitfahrservice. Die Anforderungen im mobilen Einsatz im Massenmarkt erfordert noch weitere Entwicklungsarbeit. Gefordert sind sehr kompakte und günstig herzustellende Lidar-Systeme, die in bestehende konventionelle Sensor- und Kamerasysteme einfach integriert werden können.
Addendum
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Titelbild – Lidar System Symbolbild – Copyright ©temp-64GTX – stock.adobe.com#
Quellen und Bildmaterial Copyright Bosch.
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