Lidar-Sensoren für die Serienproduktion im Automobilsektor
Lidar-Sensoren berechnen den Abstand zu Umgebungsobjekten, indem sie Laserpulse aussenden. Anhand der Zeit, die das reflektierte Licht für den Weg zurück braucht, wird ein 3D-Bild der Umgebung erstellt. „Eine der wichtigsten Anwendungen für die Zukunft ist das autonome Fahren“, erklärt Franziska Abele, Projektkoordinatorin von Automotive3DLiDAR vom deutschen Unternehmen Blickfeld. „Nur mit Lidar-Sensoren ist es möglich, alle Umgebungsdetails zu ‚erfassen', ohne dass ein Mensch hinter dem Steuer sitzen muss.“
Integration der Lidar-Technologie in die Fahrzeugproduktion
Obwohl die Technologie ständig weiterentwickelt wird, sind Lidar-Sensoren noch immer zu teuer und zu sperrig für den Einsatz in bisherigen Fahrzeugkonstruktionen. „Das Problem war nun, einen kosten- und energieeffizienten Lidar-Sensor zu entwickeln, der leistungsstark, aber klein genug ist, um sich unauffällig ins Fahrzeugdesign zu integrieren“, erklärt Abele. „Für eine vollständige Rundumsicht müssen die Sensoren intelligent rund um das Fahrzeug angebracht werden. Sie sollten kaum sichtbar sein und dennoch exakte und zuverlässige Echtzeitdaten liefern, um Unfälle zu vermeiden und andere Verkehrsteilnehmende zu schützen.“ Um Batteriebetrieb und Reichweite zu optimieren, sollten die Sensoren aber vor allem wenig Strom verbrauchen.
Senkung des Kostenfaktors für Fahrzeughersteller
Diesen Aufgaben stellte sich das deutsche Unternehmen Blickfeld und entwickelte für die Automobilindustrie kleine Lidar-Sensoren auf Basis der MEMS-Technologie (mikroelektromechanische Systeme). Blickfeld machte sich die Skalierbarkeit und Kosteneffizienz der MEMS-Technologie zunutze, um für die Massenproduktion die Herstellungspreise zu senken. Das Ziel des Projekts Automotive3DLiDAR war die Optimierung dieser Sensoren für die Automobilindustrie im Einklang mit strengen Qualitätskontroll- und Sicherheitsstandards. Gemeinsam mit Endnutzenden wurden Produktanforderungen ermittelt und festgelegt, um anschließend das Lidar-System Vision Mini für kurze und mittlere Strecken zu optimieren und so den Anforderungen des Massenmarktes zu entsprechen. „Für die nahtlose Integration der Lidar-Sensoren in Fahrzeuge arbeiteten wir auch mit einer Designagentur zusammen“, sagt Abele. „Mit unserem Konzept werden mehrere Lidar-Sensoren strategisch platziert, ohne das Design zu verändern.“ Hierzu wurden Tests mit unterschiedlichen Versuchsaufbauten wie einem Außenspiegel-Demonstrator sowie Probefahrten durchgeführt.
Kostengünstige Sensoren für die Umgebungserkennung
Das Endergebnis ist ein kleiner, hochleistungsfähiger Lidar-Sensor für Fahrzeuge auf Basis der MEMS-Technologie. „Unsere Innovation ist der Auftakt für die Serienproduktion robuster, kleiner, kostengünstiger Lidar-Systeme“, ergänzt Abele, „was letztlich den Weg für autonome Fahrzeuge ebnet, die mit zuverlässigen, erschwinglichen Sensoren ihre Umgebung wahrnehmen können.“ Nach Projektende soll die Markteinführung vorbereitet werden. Um die Technologie spezifischen Kundenanforderungen anzupassen, arbeitete die Projektgruppe mit einem Fahrzeughersteller zusammen. „Weiterhin könnten sich Lidar-Sensoren für andere industrielle Anwendungen eignen“, schließt Abele, „denn wir wollen auch Lösungen für die komplexeren Herausforderungen anderer Sektoren anbieten.“ In Logistikunternehmen etwa werden Lidar-Sensoren bereits für Echtzeitinventuren eingesetzt. Kostengünstige Lidar-Technologie könnte auch die Verkehrsüberwachung unterstützen, um das Stauaufkommen zu senken und die Lebensqualität in Städten zu verbessern.
Schlüsselbegriffe
Automotive3DLiDAR, Lidar, Fahrzeug, Sensorik, autonomes Fahren, 3D, MEMS, Automobilindustrie
