Autonom fahrende Autos: Neues Lidar verbessert die Sicherheit
Forscher der Pohang Universität für Wissenschaft und Technologie(öffnet im neuen Fenster) (POSTECH) in Südkorea und der Sungkyunkwan University in der südkoreanischen Hauptstadt Seoul haben ein neuartiges Lidar-Gerät entwickelt, das es schafft, alle Blickrichtungen gleichzeitig zu erfassen. Damit könnten sich autonom fahrende Autos im Verkehr bewegen, ohne andere zu gefährden, da sie - wie ein guter Autofahrer - nahezu gleichzeitig die vor ihnen liegende Straße und das, was sich links und rechts tut, im Blick häaben.
Heute eingesetzte Lidar-Geräte (Light detection and ranging) rotieren und senden ständig Laserstrahlen aus. Sie werden von allen Objekten rundum reflektiert und von Detektoren erfasst. Aus der Laufzeit errechnet der Bordcomputer die jeweiligen Entfernungen. Algorithmen sorgen dafür, dass auch Bewegungsrichtung und Geschwindigkeit der Objekte errechnet werden können. Doch alle Blickrichtungen gleichzeitig zu erfassen, schafft rotierendes Lidar nicht.
Das südkoreanische Forschungsteam entwickelte als Herzstück seines neuartigen Systems eine sogenannte Metaoberfläche. Darunter versteht man Materialien, deren Durchlässigkeit für Licht sowie elektrische und magnetische Felder von dem abweicht, was in der Natur üblich ist.
Dreidimensionales Bild in Echtzeit
Im Fall des südkoreanischen Lidars ist sie nanostrukturiert, so dass sie einen einzigen Laserstrahl in mehr als zehntausend Einzelstrahlen aufspaltet, die gleichzeitig rundum abgestrahlt werden, ohne dass das Gerät sich dreht. Das reflektierte Licht wird aufgefangen und genauso verarbeitet, wie man es vom klassischen Lidar gewohnt ist. Das Gerät zeichnet ein Bild der Umgebung des fahrenden Autos, und zwar dreidimensional und in Echtzeit.
Das Steuersystem ist also stets darüber informiert, was sich in seiner Umgebung tut, und vor allem, was sich verändert. Daraus ließen sich mithilfe von Algorithmen Schlüsse ziehen, die die Sicherheit verbesserten, etwa ob ein Fußgänger auf einem Kurs sei, der zur Kollision führen könne, erklärten die Entwickler.
Bessere Orientierung für Roboter
Mir der so genannten Nanoimprinttechnik lässt sich der südkoreanische Lidar-Sensor auf beliebige Oberflächen drucken, selbst auf gekrümmte. Außer autonom fahrenden Autos könnte er auch mobilen Robotern die Orientierung erleichtern und die Funktionalität von Augmented- und Virtual-Reality-Brillen erweitern.