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Autonomes Fahren: Laserscanner für den Massenmarkt kommen

Davon träumen Entwickler autonomer Autos: von einem zuverlässigen und gut auflösenden Lidar, der nicht zu viel kostet. Hersteller wie Continental und Quanergy wollen solche Festkörpersensoren bald liefern.

Ein Bericht von veröffentlicht am
Continental hofft auf einen Massenmarkt für seinen Festkörper-Lidar.
Continental hofft auf einen Massenmarkt für seinen Festkörper-Lidar. (Bild: Continental)

Wenn es um die Sicherheit autonomer Autos geht, führt nach Ansicht der meisten Entwickler an einem Einsatz von Laserscannern (Lidar) kein Weg vorbei. Neben Kameras, Radaren und Ultraschallsensoren sollen sie zu einem möglichst zuverlässigen und redundanten Bild der Fahrzeugumgebung beitragen. Die meisten Hersteller wollen jedoch keinen auffälligen und teuren Rotationslaser auf das Autodach setzen. Abhilfe könnten günstigere Festkörperlidare schaffen.

Inhalt:
  1. Autonomes Fahren: Laserscanner für den Massenmarkt kommen
  2. Israelisches Startup entwickelt optisches Radar

Der Automobilzulieferer Continental präsentierte dazu auf der Elektronikmesse CES 2017 in Las Vegas ein neu entwickeltes System. Der sogenannte 3D Flash Lidar sendet kurze Laserimpulse von fünf Nanosekunden Dauer aus, deren Reflexionen von einem Sensor registriert werden. Der Laserstrahl hat eine Wellenlänge von 1.024 Nanometern im Infrarotbereich. Bis zu 30 Bilder pro Sekunde kann der Lidar aufnehmen. Continental hat dazu im März 2016 die Autosparte des US-Unternehmens Advanced Scientific Concepts übernommen.

Autoentwickler noch skeptisch

Continental bezeichnet den Sensor auch als "High Resolution Flash Lidar". Eine hohe Auflösung bei einem Lidar ist jedoch nicht vergleichbar mit der Empfindlichkeit von Digitalkameras. Aus diesem Grund sind Entwickler derzeit noch recht skeptisch, was die Leistungsfähigkeit von Festkörperlidaren betrifft. Auf der CES sagte ein erfahrener deutscher Automobilingenieur im Gespräch mit Golem.de: "So ein Ding will ich erst einmal in der Praxis sehen."

Das war in Las Vegas in eingeschränkter Weise möglich. Ein Versuchsfahrzeug von Continental zeigte die Möglichkeiten der Technik. Der Flash-Lidar verfügt ebenso wie der Rotationslidar HDL-64E von Velodyne über eine vertikale Auflösung von 64 Pixeln. Diese Bildpunkte enthalten jedoch schon Informationen über die Entfernung, so dass ohne weitere Rechenleistung ein 3D-Bild der Umgebung erstellt werden kann. Allerdings sind 64 Pixel bei einer Reichweite von 200 Metern nicht gerade viele Daten.

Für Nah- und Fernbereich einsetzbar

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Das System ist flexibel einsetzbar. Bei einem gleichbleibenden Aufbau von Sender und Empfänger lassen sich Öffnungswinkel und Reichweite je nach Anforderung einstellen. Für Thomas Stadlbauer, Leiter Test und Validierung bei Continental, reicht die Auflösung von 190 x 64 Pixeln jedoch aus: "Wir haben in dem Testfahrzeug eine zweite Variante des Lidars mit einem Öffnungswinkel von 120 Grad für den Nahbereich verbaut, so dass wir bis 30 Meter Objekte sicher erfassen können." Bei der Vorführung erkannte der Lidar trotz der geringen Auflösung eine schmale Absperrkette direkt vor dem Auto sowie Bordsteine.

Für Hersteller autonomer Autos zählen neben den technischen Fähigkeiten der Sensoren noch weitere Aspekte: Preis, Robustheit und optische Integration. Ein Rotationslaser auf dem Dach ermöglicht zwar die beste Rundumsicht, kostet aber wie im Falle des HDL-64E von Velodyne rund 75.000 Dollar. Selbst die kleineren Puck-Sensoren kosten mehrere Tausend Dollar. Zudem sind solche Sensoren mit mechanischen Bauteilen wie Umlenkspiegeln störungsanfälliger und sehen auf einem schnittigen Sportwagen nicht gerade schön aus. Die Alternative wäre daher eine Verteilung mehrerer kleiner Laserscanner an Front, Heck und vor allem an der Seite der Autos.

Quanergy kündigt Serienproduktion an

Aktuelle Testwagen von Mercedes und Bosch sind mit einem solchen Rundumpaket ausgestattet. Bosch nutzt beispielsweise das sogenannte Reference Sensor System von Ibeo. Der Automobilzulieferer Delphi setzt bei der Entwicklung seiner autonomen Autos ebenfalls auf Laserscanner. Dazu kooperiert er mit dem kalifornischen Hersteller Quanergy, der vor wenigen Tagen die Serienproduktion seines Festkörperlasers S3 ankündigte.

Der S3 sei "das erste und einzige Festkörper-Lidar-System der Welt für den Automobilbereich und klarer Branchenführer in puncto Kosten, Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit", teilte das Unternehmen weiter mit. Auf der CES 2016 soll Quanergy einen Preis von 250 Dollar pro Sensor genannt haben. Bei dem S3 handelt es sich jedoch nicht um einen Flash-Lidar. Der Sensor basiert auf einem optischen Phased Array als Sender. Die Phased-Array-Technik wird auch bei militärischen Radaranlagen genutzt.

Israelisches Startup entwickelt optisches Radar 
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wsxedc 31. Jan 2017

Natürlich ist das der amerikanische Preis ohne Steuern. In Deutschland kommt natürlich...

timo.w.strauss 18. Jan 2017

Klingt interessant, aber fährt dann mein Auspuff schneller oder langsamer als der Rest...


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Vom Junior-Projektleiter zum IT-Director konnte Florian Schader sämtliche Facetten der IT-Welt gestalten und hat eine Leidenschaft entwickelt, diese Erfahrungen weiterzugeben. Seine Grundmotivation ist die aktive Weitergabe seiner 20-jährigen Projekt- und Leitungserfahrung im IT-Umfeld, der Erfolg von Projekten und die aktive Weiterentwicklung von Menschen. Dabei stellt er immer den Bezug zur Praxis her. Als Trainer und Coach ist er spezialisiert auf Projektmanagement und Führungskräfteentwicklung.

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