Autonomes Fahren: Was Elon Musk auf dem Radar haben sollte

Außer Tesla setzen fast alle Autohersteller auf Radarsysteme beim autonomen Fahren. Die Sensortechnik ist noch lange nicht ausgereizt.

Ein Bericht von veröffentlicht am
Die Robotaxis von Hyundai verstecken ihre vielen Radarsensoren nicht.
Die Robotaxis von Hyundai verstecken ihre vielen Radarsensoren nicht. (Bild: Friedhelm Greis/Golem.de)

Wie viele Sensorsysteme braucht ein selbstfahrendes Auto? Während der Elektroautohersteller Tesla auf reine Kameraerkennung ("Pure Vision") setzt, stopfen andere Anbieter wie Hyundai, VW oder Waymo ihre Testautos zusätzlich mit Radarsensoren und Laserscannern voll. Vor allem Teslas kompletter Verzicht auf Radarsensoren überraschte die Branche. Dabei ist die Technik trotz ihres jahrzehntelangen Einsatzes in Autos alles andere als ausgereizt. Im neuen BMW iX soll erstmals ein sogenannter 4D-Radar mit höherer Auflösung zum Einsatz kommen.

Für Fahrassistenzsysteme wie den Abstandsregeltempomaten sind Radarsensoren seit rund 20 Jahren im Gebrauch. Sie haben den Vorteil, dass sie wegen des Doppler-Effekts unmittelbar die Geschwindigkeit der detektierten Objekte messen können. Auch Entfernungen und Beschleunigungen beziehungsweise Verzögerungen lassen sich damit ermitteln. Zudem liefert Radar bei schlechten Wetterbedingungen wie Schnee, Nebel und Regen sowie bei Dunkelheit und Gegenlicht zuverlässige Aufnahmen.

Musk hält Radar-Auflösung für zu niedrig

Ein weiterer Vorteil für die Autohersteller: Anders als Kameras und Laserscanner lassen sich Radarsensoren gut in die Karosserie integrieren. Verkleidungen, wie am Kotflügel oder am Kühlergrill, dürfen vom Material und der Dicke her die Signale möglichst wenig dämpfen oder reflektieren. Selbst die Dicke und Beschaffenheit des Lacks muss dazu berücksichtigt werden.

Trotz dieser Vorteile glaubt Tesla-Chef Elon Musk, auf die Daten von Radarsensoren verzichten zu können. Sein Argument: "Wenn Radar und Kameras nicht übereinstimmen, wem glaubt man dann? Kamerasysteme sind viel genauer, daher ist es besser, die Kameraerkennung zu verstärken als auf die Sensorfusion zu setzen." Die Auflösungen bei Kameras seien um ein Vielfaches größer als bei Radar und Lidaren. Da die Bildverarbeitung bei Kameras besser werde, bleibe das Radar weit zurück.

Auflösung bislang nur bei fünf Grad

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Doch trifft das wirklich zu? In der Tat ist die Auflösung bei Radarsystemen deutlich niedriger als bei Kameras. Nach Angaben des Halbleiterherstellers Infineon liegt die Auflösung bei Radarsystemen der Automatisierungsstufen 1 und 2 bei etwa fünf Grad. Unter Auflösung wird in der Radartechnik dabei die Fähigkeit verstanden, gleich entfernte Ziele noch trennen zu können (Target Separability).

Weil ein Radar nicht wie eine Kamera oder ein Lidar die Umgebung "scannt", sondern nachrechnet, sprechen die Entwickler nicht von "horizontalen Zeilen", sondern Schichten oder Layers. Bei einem Radar mit einem Öffnungswinkel von 120 x 30 Grad und einer angestrebten Auflösung von 1 Grad ergäben sich so theoretisch 3.600 Radarstrahlen (beams), mit denen Objekte unterschiedlicher Geschwindigkeit detektiert werden könnten. Dabei könne auch mehr als ein Objekt per Strahl detektiert werden, so dass man bis maximal 5.000 Objekte berechnen könne.

Autonomes Fahren und die Zukunft der Mobilität

Nach Einschätzung von Infineon begrenzt wahrscheinlich die Verarbeitungsfähigkeit des Mikrocontrollers die Anzahl der detektierten Objekte, so dass man realistisch auf 2.000 Detektionen statt 3.600 Detektionen (bei einem Objekt pro Strahl) kommen könne.

Aktueller Stand der Technik im Automobilbereich ist nach Einschätzung des Fraunhofer-Instituts für Hochfrequenzphysik und Radartechnik (FHR) "die Kombination frequenzmodulierter Dauerstrichsignale (FMCW) zur Bestimmung der Entfernung und der radialen Geschwindigkeit mit einer Richtungsbestimmung anhand des Vergleichs der Empfangsphase mehrerer Empfangsantennen (digital beamforming)".

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chefin 06. Okt 2021 / Themenstart

Im gegensatz zu Tesla sagt aber keine Autofirma das sie einen Autopilot haben, bzw Full...

chefin 06. Okt 2021 / Themenstart

Das heist du willst, das jedes Auto seine Daten rundstrahlt und für alle erkennbar. Wie...

superdachs 04. Okt 2021 / Themenstart

Nein, völlig realistisch.

Eheran 02. Okt 2021 / Themenstart

Siehe hier: 1:18 will in den Verkehr reinfahren 3:00 will die an der Ampel wartenden...

desaboya 26. Sep 2021 / Themenstart

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