Automobile Lidar Sensorik - Advances in Radio Science

Adv. Radio Sci., 4, 99–104, 2006
www.adv-radio-sci.net/4/99/2006/
© Author(s) 2006. This work is licensed
under a Creative Commons License.
Advances in
Radio Science
Automobile Lidar Sensorik: Stand, Trends und zukünftige
Herausforderungen
M. Spies and H. Spies
Ingenieurbüro Spies, Hohenwart, Germany
Zusammenfassung. Lidar Sensorik gewinnt zunehmend an
Bedeutung für die Realisierung und Verbesserung von aktuellen und zukünftigen Fahrerassistenzsystemen.
Seit die Halbleiterlasertechnologie für den Temperaturbereich in der Automobilanwendung verfügbar ist (ca. 1990),
gab es immer wieder mehr oder weniger erfolgreiche Versuche, Lidar Sensorik im Fahrzeug einzusetzen. Erste Anwendung ist die adaptive Geschwindigkeitsregelung (ACC). Für
diese Komfort-Funktionalität haben sich bisher jedoch Radarsensoren durchgesetzt.
Für Anwendungen, die den Fahrer wirklich entlasten
und die Sicherheit erhöhen sollen, wie Spurwechselassistent, Stauassistent, Totwinkelüberwachung, Kreuzungsassistent und Precrashsensorik werden Sensoren benötigt, die
bei großem horizontalen Erfassungsbereich (bis zu 180◦ )
auch eine gute Winkelauflösung aufweisen, den Nahbereich
< 20 m abdecken, eine hohe Datenwiederholrate haben und
kostengünstig darstellbar sind. Für diese Anwendungen bietet sich die Lidar Sensorik an.
Im vorliegenden Vortrag werden die Grundlagen der Lidar
Sensorik kurz erläutert, anhand von Beispielen verschiedene
Ausführungsformen dargestellt sowie zukünftige Technologien und Anwendungsmöglichkeiten aufgezeigt.
1 Physikalische Grundlagen
Beim ersten Verfahren wird die Phase des modulierten
Lichtes ausgewertet. Der dafür nötige Hardware-Aufwand
ist relativ gering. Das Verfahren ist aber nicht mehrzielfähig, Sichtweiteneinschränkungen führen zu einer “mittleren” Entfernung zwischen der Lage des Rückstreusignales der Sichtweiteneinschränkung und dem realen Ziel. Auch
beim PMD (Photonic Mixer Device) um ein Modulationsverfahren, bei dem die Wägeschaltung (Phasenvergleich und
Gleichlichtunterdrückung) in die Pixel integriert ist.
Bei den Impulsverfahren ergeben sich mehrere Möglichkeiten zur Auswertung der Lichtlaufzeit zwischen ausgesendetem und empfangenem Impuls: Mit dem Startsignal
wird ein oder werden mehrere Zähler gestartet, der oder die
mit Überschreitung einer Spannungsschwelle am Empfänger
wieder gestoppt werden. Dieses Verfahren ist prinzipiell
mehrzielfähig. Mit Zählerfrequenzen von 1,5 GHz erreicht
man eine Entfernungsauflösung von 10 cm. Da die Vorverarbeitung bereits analog erfolgt, lässt sich die Impulsform des
Rückstreusignals nicht auswerten und damit keine Aussage
über die Art des Zieles mehr treffen.
Hierzu eignet sich das Verfahren der digitalen Signalerfassung, bei dem das Empfangssignal mit möglichst hoher
Abtastrate (z.B. 150 MHz entsprechend 1 m Lichtlaufzeit hin
und zurück) digitalisiert wird.
Das digitale Rückstreusignal wird dann mit einem Mikroprozessor analysiert, es kann zwischen Sichtweiteneinschränkung und Ziel unterschieden werden.
1.1
1.2
Messverfahren
Mit Hilfe von Licht lässt sich auf viele Arten eine Entfernungsmessung darstellen. Für den automobilen Bereich
müssen Entfernungen im Bereich 0 bis 200 m erfasst werden. Dafür bieten sich besonders Laufzeitverfahren an. Die
gängigsten Verfahren sind in Fig. 1 dargestellt.
Correspondence to: M. Spies (martin.spies@ib-spies.de)
Rückstreuleistung
Da man in der Automobilanwendung auch Ziele ohne Reflektor erkennen möchte um z.B. Schutzmaßnahmen einzuleiten, muss für das Objekt von einem diffusen Strahler mit
einer Remission bis herunter zu 5% ausgegangen werden.
Solange nun die von dem Laser bestrahlte Fläche kleiner als
die Objektfläche ist, sinkt die Energie am Empfänger proportional zu 1/d2 ab, ist die bestrahlte Fläche größer als das
Published by Copernicus GmbH on behalf of the URSI Landesausschuss in der Bundesrepublik Deutschland e.V.
100
M. Spies and H. Spies: Automobile Lidar Sensorik
Verfahren
Schema
Verfahren
Ausgangssignal
Schema
Modulation,
S
(PMD)
E-Bereich
Ausgangssignal
ϕ
0 - 150 m
(40) m
E
0 d- 150 m
S
Analoge
Schwelle
E
S
U
E
d
Digitale
Signalerfassung
Digitale
Signalerfassung
- sichtweitenabhängig
- nicht störfest
d
Analoge
Schwelle
U
U
S
- sichtweitenabhängig
- nützt wenig Pulsenergie
E
0 - 150 m
E
d
1
d
1
- gutes S/N
- untersch. Mehrfachziele
- wenig
sichtabhängig
- gutes
S/N
0 - 400 m
- sehr
störfest Mehrfachziele
- untersch.
- Sichtweitenbestimmung
- wenig sichtabhängig
möglich
d - 400 m
0
2
E
E
S
U
E
d
E
d
1
- sichtweitenabhängig
- nützt wenig Pulsenergie
d
2
d
Eigenschaften
- sehr genau
- nicht mehrzielfähig
0 - 150 m - sehr genau
- sichtweitenabhängig
(40) m
- nicht
mehrzielfähig
- nicht
störfest
ϕ
Modulation,
S
E
(PMD)
Eigenschaften
E-Bereich
d
2
Figur 1: Gängige optische Laufzeitverfahren
d
d
1
- sehr störfest
- Sichtweitenbestimmung
möglich
d
2
Abbildung 1. Gängige optische Laufzeitverfahren.
Figur 1: Gängige optische Laufzeitverfahren
15ns
Sender
PL = 60 W
PL
diffuse Streuung
15ns
Sender
tL i c hPt L = 60 W
PL
diffuse Streuung
UE ~ PE
tL i c h t
1 nW
UE ~ PDetektionsschwelle
E
Empfänger
Detektionsschwelle 1 nW
d
Empfänger
P =k
E
S y s te m
xP x
L
1
für bestrahlte Fläche F
d²
b e s tr a h lt
< Objektfläche F
O b je k t
d
P =
P
= kk
E
E
F
1
xxPP xx 1x für bestrahlte
für bestrahlte
F < Objektfläche
> Objektfläche
F
FlächeFläche
F
F
d²d² F
S y s te m
L
b e s tr a h lt
L
O b je k t
b e s tr a h lt
b e s tr a h lt
O b je k t
Figur 2: Rückstreuleistung
1 alsFFunktion der Entfernung
P =k
E
Abbildung 2. Rückstreuleistung als
Funktion der Entfernung.
O b je k t
S y s te m
S y s te m
xP x
Nebelsignal
L
d²
x
für bestrahlte Fläche F
O b je k t
F
b e s tr a h lt
> Objektfläche F
O b je k t
b e s tr a h lt
Objekt
Figur 2: Rückstreuleistung als Funktion der Entfernung
Amplitude
Objekt
Objekt
Ziel/Entfernung
Figur 3: Rückstreusignal 5 Kanal System im Nebel, Sichtweite ~100 m
Abbildung 3. Rückstreusignal 5 Kanal System im Nebel, Sichtweite ∼ 100 m.
Unfallvermeidung
Unfallverminderung
Adaptives
Nebellicht
Spurwechselassistent
Precrash Seite
ObjektPrecrash
erhält
man eine Verringerung
der Energie proportioEinparkhilfe
Auffahren
4
Unfallvermeidung
nal 1/d . Da durch die optische Abbildung
des Strahles mit
Unfallverminderung
Fußgängerschutz
z.B.Spurwechselassistent
1◦ × 2◦ je Kanal nur kleine Flächen beleuchtet
werden,
ACC Stauassistent
160°
8-16°
gilt für ein normales Fahrzeug mit einer Fläche von 1,80 m
Breite und 1,50 m Höhe die Proportionalität mit 1/d2 bis zu
Entfernungen von 100 m. Die Detektionsschwelle liegt bei
der digitalen Signalerfassung bei ca. 1 nW Lichtleistung am
Empfänger. Durch Integration von mehreren Impulsen für
eine Messung kann hierbei das Signalrauschverhältnis um
die Wurzel der Anzahl dieser Integration erhöht werden. Figur 2 zeigt eine typische Anordnung bestehend aus Sender und Empfänger. Zur Verbesserung der Leistungsfähigkeit bei Sichtweiteneinschränkung sind die optischen Achsen von Sender und Empfänger getrennt. Dadurch ergibt
sich ein Nahbereich eine geringe Überlappung der Sendeund Empfangsstrahlkegel und damit eine geringe Blendung
des Systems bei Sichtweiteneinschränkung. Figur 3 zeigt
Rückstreusignale eines 5-Kanal-Systems im Nebel bei einer Sichtweite von ca. 100 m. Aus den unterschiedlichen
Anstiegs- und Abfallzeiten zwischen “hartem” Ziel und Nebel und der festen Lage des Nebelsignals im Nahbereich des
Systems können diese Signale unterschieden werden.
50°
50°
Unfallvermeidung
Unfallverminderung
Precrash Front
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Straßenzustand
Infoübertragung
Adaptives
Rück- / Bremslicht
60 m
Seitenführungsassistent
20 m
150 m
Ampl
Objekt
Ziel/Entfernung
M.
Spies
and H. Spies:5Automobile
Sensorik
Figur
3: Rückstreusignal
Kanal System Lidar
im Nebel,
Sichtweite ~100 m
101
Unfallvermeidung
Unfallverminderung
Precrash Auffahren
Adaptives
Nebellicht
Spurwechselassistent
Precrash Seite
Einparkhilfe
Unfallvermeidung
Unfallverminderung
Fußgängerschutz
160°
Spurwechselassistent
8-16°
50°
ACC Stauassistent
50°
Unfallvermeidung
Unfallverminderung
Precrash Front
Straßenzustand
Infoübertragung
Adaptives
Rück- / Bremslicht
60 m
150 m
Seitenführungsassistent
Abbildung 4. Anwendungsbereiche
automobiler Lidar Sensorik.
20 m
Figur 4: Anwendungsbereiche automobiler Lidar Sensorik
2 Automobile Lidar Sensorik
2.1
Erfassungsbereiche
Zur Darstellung und Weiterentwicklung von Sicherheits- und
Assistenzfunktionen im Kraftfahrzeug ergeben sich die in
Fig. 4 dargestellten Erfassungsbereiche. Jeder dieser Bereiche besteht aus mehreren Kanälen, die entweder elektronisch
oder mechanisch abgetastet werden und eine Information
über die Lage und nach aufeinanderfolgender Beobachtung
auch die Trajektorie eines Objektes liefern können. Wesentliche Daten sind die Entfernung, die Lage und die Relativgeschwindigkeit des Objektes bezogen auf das Fahrzeug.
2.2
Realisierbare Sicherheits- und Assistenzfunktionen
Ausgestattet mit dieser Sensorik lassen sich folgende
Sicherheits- und Assistenzfunktionen realisieren:
ACC Stop & Go:
ACC Stop & Go erweitert die Funktion des normalen aktiven Geschwindigkeitsreglers, der nur bei Geschwindigkeiten
über 30 km/h eingeschaltet ist und die eigene Geschwindigkeit an die der vorausfahrenden Fahrzeuge anpasst, um automatisches Anhalten und Wegfahren. Somit dehnt sich der
Anwendungsbereich auch auf das Stadtgebiet aus. Der lästige Teil beim Fahren in der Kolonne, das Anhalten und Anfahren, wird automatisch erledigt.
Spurwechselassistent:
Fahrzeuge, die sich von hinten annähern, und Fahrzeuge
auf den Nebenspuren werden beobachtet. Der Fahrer wird
optisch oder haptisch vor einem Spurwechsel gewarnt, falls
die Verkehrssituation diesen nicht zulässt.
Intelligente Heckleuchte:
Die Helligkeit der Heckleuchte wird an die Sichtbedingungen, an den Abstand und die Differenzgeschwindigkeit zum
nachfolgenden Fahrzeug angepasst. Mit den gleichen Inforwww.adv-radio-sci.net/4/99/2006/
mationen kann auch die Intensität des Bremslichts gesteuert
werden.
Spurhaltungsassistent:
Vor allem in engen Baustellenbereichen auf Autobahnen
wünscht man sich einen Assistenten, mit dessen Hilfe man
zwischen der Mittelbarriere und einem LKW sicher navigieren kann. Die Information kann haptisch direkt auf das Lenkrad gegeben oder über eine Anzeige dargestellt werden.
Kreuzungsassistent:
In Verbindung mit GPS- und Kartendaten kann ein Kreuzungsassistent realisiert werden, der z.B. beim Überqueren
oder Linksabbiegen auf eine vorfahrtsberechtigte Straße den
Verkehr beobachtet und eine freie Lücke signalisiert.
Precrash-Sensorik:
Durch die Kenntnis der Richtung und der Geschwindigkeit
des Unfallgegners in einer Unfallsituation können vor dem
Aufprall Sicherheitsmaßnahmen getroffen werden. Dies sind
z.B. reversible Gurtstraffer, Fußgängerschutz, aktive Passagierverlagerung. Auch die Airbag-Entfaltungszeiten werden durch die frühere Auslösung moderater. Damit könnte auf eine Sitzbelegungserkennung verzichtet werden. Eine unfallschwere- und richtungsabhängige Auslösung von
Schutzmaßnahmen ist damit denkbar.
Lokale Datenübermittlung:
Die Infrarotsensorik eignet sich auch zur lokalen Datenübermittlung zwischen Fahrzeugen. So könnte z.B. der
Bremsvorgang eines vorausfahrenden Fahrzeuges auch elektronisch an seinen Hintermann übermittelt werden. Im Gegensatz zur Funkverbindung bleibt die Datenübermittlung
auf die unmittelbare in Sichtweite befindlichen Verkehrsteilnehmer und z.B. aktive Verkehrszeichen beschränkt.
2.3
Anforderungen an die Sensorsysteme
Tabelle 1 zeigt die typischen Anforderungen an automobile
Lidar-Systeme.
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102
M. Spies and H. Spies: Automobile Lidar Sensorik
Figur 5: 20 Kanal Pulslaser Chip auf Substrat
100
90
Ausgangsleistung [W]
80
70
60
Laser Nr. 8
Laser Nr. 10
50
Laser Nr. 12
40
30
20
10
0
-60
Figur 5: 20 Kanal Pulslaser Chip auf Substrat
-40
-20
0
20
40
60
80
100
120
140
Temperatur [°C]
Abbildung 5. 20 Kanal Pulslaser Chip auf Substrat.
Figur 6: Ausgangsleistung als Funktion der Temperatur 20-Kanal-Laser mit Ansteuerung
100
Abbildung 6. Ausgangsleistung als Funktion der Temperatur 20Kanal-Laser mit Ansteuerung.
90
Tabelle 1. Anforderungen
an Lidar-Systeme.
Ausgangsleistung [W]
80
70
Reichweite (7%
Ziel) Fläche 2 m2
bis 200
60
Datenerneuerungsrate
Auflösung
10–200 ms
50
Laser Nr. 8
Laser Nr. 10
0.1 m
Laser Nr. 12
40
Genauigkeit
± 0.5 m
30
Augensicher 20
Klasse 1
nach EN 60825-1
10
vertikale Aufweitung in 1 bis 3 Ebenen
2◦ − 5◦
0
-60
-40
-20
0
20
40
60
horizontaler Erfassungsbereich
mit
Temperatur [°C]
16–32 Kanälen
80
100
120
10◦ − 180◦
140
Figur 6: Ausgangsleistung als Funktion der Temperatur 20-Kanal-Laser mit Ansteuerung
geringer Einbauraum
Figur 7: 20 Kanal APD
Abbildung 7. 20 Kanal APD.
leichte Integrierbarkeit
150 m / 15°
16 x 0,7° / 0,2° Abstand
3.1
2.4
Vergleich zwischen Lidar- und Radarsensorik
Alle diese Funktionen sind auch mit Radarsensorik darstellbar. Tabelle 2 zeigt einen Vergleich zwischen Lidar- und
Radarsensorik in, für die automobile Anwendung wichtigen
Punkten.
Für die Lidar Sensorik sprechen im wesentlichen die geringeren Kosten, die bessere laterale Auflösung und die gute Korrelation zwischen Fahrersicht und Gerätesicht in Bezug auf reflektierende Markierung und Kennzeichnung von
Straßen und Fahrzeugen sowie bezüglich Sichtweiteneinschränkungen durch Nebel oder Gischt.
3 Schlüsselkomponenten
Die Schlüsselkomponenten der Lidar Sensorik sind die
Sende- und Empfangselemente. Für den kostengünstigen
Aufbau von Mehrkanalsystemen wurden Singlechip Mehrfachlaser und Mehrfach Avalanche Photodioden entwickelt.
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Pulslaserdiodenarray
Figur 5 zeigt ein Pulslaserdiodenarray mit 20 Laserdioden15°
auf einem Dickschichtsubstrat. Die Pulsleistung jeder Diode beträgt zwischen 70 W und 85 W bei einer Impulslänge
150 m
von ca. 16 ns. Durch die MOCVD-Technologie
ist die hohe Ausgangsleistung über einen weiten Temperaturbereich
2° - 3°
verfügbar und damit für die automobile Anwendung brauchbar. Figur 6 zeigt die Ausgangsleistung von 3 Dioden aus einem
Array- Strahlgeometrie
mit der jeweiligen Ansteuerelektronik
Figur 8:16-Kanal
16-Kanal-ACC-Sensor
über den fahrzeugrelevanten Temperaturbereich von –40◦ C
bis +120◦ C.
3.2
Photoempfängerarray
Empfangsseitig wurde eine Avalanche Photodiodenarray entwickelt. Durch die innere Verstärkung von ca. 100–300 der
Avalanchedioden erreicht man eine Verbesserung des Signalrauschverhältnisses um den Faktor 3–5 im Vergleich zu
PIN-Dioden mit Vorverstärkern. Figur 7 zeigt ein 20-fach
Singlechip Avalanche Photodiodenarray. Als 3-D-Graph ist
die Empfindlichkeitsverteilung über die Fläche einer dieser
Dioden (0,5 mm × 1 mm) dargestellt.
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103
Tabelle 2. Vergleich Lidar – Radar.
Lidar
Radar
Kosten relativ (ACC - System)
1
∼2
gängige Wellenlängen
0.8 − 1 µm
4 − 12 mm
Reichweite
bis 200 m
77 GHz bis 200 m
24 GHz bis 60 m (Baugröße)
laterale Auflösung
gut darstellbar mit
Mehrkanalsensorik < 1◦
(optische Abbildung der Strahlen)
gut mit mechanisch gescannten oder phased array
Systemen (teuer); bei Mehrkanalsystemen nur
genaue Info über Radarschwerpunkt;
keine Korrelation zur Fahrzeugdimension
Relativ–Geschwindigkeit
muß über die zeitliche Ableitung
der Entfernungen berechnetwerden
direkt aus Doppelsignal
Sichtweiteneinschränkung
bestimmbar ist die physikalische
Rückstreuung des Mediums
keine oder geringe Beeinflussung der Erlassungs leistung durch Nebel und Regen
einschränkende
Witterungsbedingungen
Nebel
starker Regen
15°
Figur 9: 16-Kanal ACC-Sensor - Laser-Abbildung
Figur 7: 20 Kanal APD
150 m / 15°
16 x 0,7° / 0,2° Abstand
16-fach
Empfänger
Signalakquisition
& Ablaufsteuerung
Spannungsversorgung
+12V
15°
150 m
RS232
2° - 3°
16-fach
Sender
Mikroprozessor
Zielerfassung
Nebelerkennung
Eigendiagnose
Tracking
Schnittstellen
CAN
Figur 8: 16-Kanal-ACC-Sensor - Strahlgeometrie
Abbildung
8. 16-Kanal-ACC-Sensor - Strahlgeometrie.
Figur 10: 16-Kanal ACC-Sensor - Blockschaltbild
Abbildung
10. 16-Kanal ACC-Sensor - Blockschaltbild.
Einen Überblick über die Serienreifmachung und die jeweiligen Ausführungsformen gibt Fig. 12.
15°
Figur 9: 16-Kanal ACC-Sensor - Laser-Abbildung
Abbildung
9. 16-Kanal ACC-Sensor - Laser-Abbildung.
4.2
Mechanisch abtastender Nahbereichssensor
4 Anwendungsbeispiele
4.1
16-fach
Signalakquisition
16-Kanal
ACC-Sensor
Empfänger
& Ablaufsteuerung
Spannungsversorgung
+12V
Zur Darstellung der ACC-Funktionalität (Adaptive Cruise
Control) wurde ein 16-Kanal Sensor entwickelt und aufgebaut. Figur 8 zeigt die Strahlgeometrie dieses Sensors.RS232
Die
Mikroprozessor
reale Abbildung der Laser
zeigt Fig. 9. Schnittstellen
Zielerfassung
Nebelerkennung
CAN
Das BlockschaltbildEigendiagnose
Fig. 10 zeigt die wesentlichen KomTracking
16-fach
Sender
ponenten
dieses Sensors. Die gesamte Elektronik des Sensors ist in Fig. 11 dargestellt.
Für die Seitenführung und als Precrash-Sensor wurde ein
Sensor entwickelt, der diese Funktionalität kostengünstig
darstellt. Für die großen, zu erfassendenWinkelbereiche (siehe Fig. 13) bietet sich ein mechanisch abtastendes System
an. Wie das Blockschaltbild Fig. 14 zeigt, werden bei diesem System nur die Optiken für Sender und Empfänger in
einer kontinuierlichen Rotation bewegt.
Eine dynamische Anpassung der Winkelbereiche und
Winkelauflösungen ist möglich.
Figur 10: 16-Kanal ACC-Sensor - Blockschaltbild
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Figur 12: 16 Kanal-ACC-Sensor - vom Prototyp zum Seriengerät
104
M. Spies and H. Spies: Automobile Lidar Sensorik
~161°
Nahbereich 0-20 m
Entfernungsauflösung 0,1 m
6
8
7
5,4°
5°
5
für Precrash und
Seitenführung
9
10
11
4
12
3
13
2
14
1
15
0
~5°
Figur 11: 16-Kanal ACC-Sensor - elektronische Komponenten
Figur 13: Mechanisch gescannter Nahbereichsensor - Strahlgeometrie
Abbildung
13. Mechanisch gescannter Nahbereichsensor - Strahlgeometrie.
Figur 11: 16-Kanal
ACC-Sensor - ACC-Sensor-elektronische
elektronische Komponenten
Abbildung
11. 16-Kanal
Komponenten.
Sensorkopf
Steuer- und Auswerteeinheit
Sender
Sendeoptik
Heizung
CAN
Signalakquisition
& Ablaufsteuerung
RS232
Spiegel
Motor
Motorsteuerung
Spiegel
Spannung,
Versorgung
und Interface
+12V
Mikroprozessor
Signalauswertung
Tracking
Filter
Empfänger
Abbildung 12. 16 Kanal-ACC-Sensor - vom Prototyp zum Seriengerät.
Figur 14: Mechanisch gescannter Nahbereichssensor - Blockschaltbild
Abbildung
14. Mechanisch gescannter Nahbereichssensor - Blockschaltbild.
5 Fazit und Ausblick
Die Komponenten für die Lidar Sensorik im Automobil entsprechen den hohen Anforderungen und sind serienmäßig
verfügbar.
Bisher durch Radarsensorik abgedeckte Funktion wie z.B.
ACC lassen sich auch durch Lidar Sensorik darstellen und
um wichtige Funktionen wie z.B. ACC Stop & Go erweitern.
Die bessere laterale Auflösung erweist sich für die Erkennung der eigenen Fahrspur als hilfreich. Die Möglichkeit der
Sichtweitenbestimmung wiegt den Nachteil der verringerten
Leistungsfähigkeit in Nebel und Gischt auf und bildet eine
bessere Korrelation zwischen Geräte- und Fahrersicht. Mit
Rücksicht auf andere Verkehrsteilnehmer sind “Blindfahrgeräte” schon aus Produkthaftungsgründen nicht erwünscht.
Lidar Sensorik ermöglicht echte Fahrerassistenz außerhalb des Fahrspaßes durch Unterstützung beim Wiederanfahren und Anhalten im Stau (ACC Stop & Go), bei der Seitenführung und beim Spurwechsel, dann also, wenn das Fahren sonst zur Mühe wird.
Der Einsatz von Lidar Sensorik erlaubt eine Verbesserung
der Reaktion von Rückhaltesystemen. Reversibel ansteuerbare Gurtstraffer, Airbags und sonstige passive Schutzmaßnahmen sind möglich.
Zukünftige flächige Laser- und Detektorarrays können in
Verbindung mit Bildsensoren zur Unfallvermeidung beitraAdv. Radio Sci., 4, 99–104, 2006
gen. Automatisches Notbremsen und Ausweichen mit Erkennung des freien Weges werden denkbar.
Für die sicherheitsrelevante Sensorik ist eine Sichtweitenabhängigkeit unerwünscht. Mit zukünftiger Technologie
können nach dem hier vorgestellten Prinzip arbeitende Sensoren im Wellenlängenbereich von 6 µm – 10 µm aufgebaut
werden, die diese Einschränkung nicht mehr aufweisen.
Literatur
Infrared Components, Brochure No. 67CM, Santa Barbara Research Center, Goleta, ca. 1967.
Krüger, H.-P.: Fahrerassistenz von morgen – Anforderungen und
Ausblick Kooperationsforum “Fahrerassistenz“,Bayern innovativ, Aschaffenburg, 2005.
Spies, H. und Spies, M.: Sensor Systems – What is achievable today
and in the near future 6th Intern. Symposium and Exhibition on
Sophisticated Car Occupant Safety Systems, Karlsruhe, Germany, 2002.
Spies, H. und Spies, M.: IR-Abstandssensoren zur Unfallvermeidung und -minderung Halbleiterlichtquellen, OTTI-Profiforum,
Regensburg, 2004.
Spies, M.: IR-Multichannel Distance and Visibility Measurement,
Conf. Microsystem Key to Automotive Safety Concepts, VDI /
VDE-IT, Berlin, 1995.
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