Externe Sensoren für Fahrzeuge für ADAS und AD
Bereitstellung von 3D-Objekterkennung und Umgebungswahrnehmung für fortschrittliche Fahrerassistenzsysteme (ADAS) und autonomes Fahren (AD) mittels LiDAR-Systemen unter Verwendung von VCSEL-, EEL- und Infrarot-Sendertechnologien
Innovationen im Bereich der Außensensorik für fortschrittliche Fahrerassistenzsysteme (ADAS) und autonomes Fahren (AD)
LiDAR
Externe Sensoren, insbesondere LiDAR, ermöglichen ADAS und letztlich auch AD. Die am weitesten verbreitete Methode zur Klassifizierung von Fahrzeugen nach ihrem Autonomiegrad basiert auf den Definitionen der Society of Automotive Engineers (SAE). Ab SAE-Level 3 übernimmt das Fahrzeug die Verantwortung vom Fahrer, und aus der Unterstützung wird Autonomie. Das bedeutet, dass das Fahrzeug in der Lage sein sollte, seine Aufgabe ohne menschliche Überwachung und Eingriffe auszuführen. Dies erfordert einen sprunghaften Anstieg der erforderlichen Systemleistung. Während Fahrzeuge der Stufen 1 und 2 den Fahrer unterstützen und in der Regel auf Kameras oder Radar – oder eine Kombination daraus – zurückgreifen, weisen diese Technologien bei der 3D-Objekterkennung Mängel auf. Die LiDAR-Technologie behebt dieses Problem, und in der Branche herrscht breiter Konsens darüber, dass ab Stufe 3 LiDAR für die 3D-Objekterkennung erforderlich ist.
Wenn 3D-LiDAR mit Kamera und Radar kombiniert oder fusioniert wird, lässt sich eine hochauflösende Karte der Fahrzeugumgebung erstellen, die es dem Fahrzeug ermöglicht, seine Aufgabe sicher zu erfüllen. Die Automobilindustrie begann mit einfacheren Anwendungsfällen für Fahrerassistenzsysteme der Stufen 1 und 2. Mit fortschreitender Weiterentwicklung der Sensoren und der Datenverarbeitung lassen sich auch komplexere Anwendungsfälle abdecken, wie beispielsweise der „Highway Pilot“ oder der „City Pilot“.
Wenn das System schließlich jeden denkbaren Anwendungsfall abdecken kann, definieren wir dies als Fahrzeug der Stufe 5 – vollständig autonom und der „heilige Gral“ des autonomen Fahrens. Es wird erwartet, dass dies noch einige Jahre dauern wird. Zudem wird es einen enormen Druck geben, die Kosten zu senken und die Ausstattung pro Fahrzeug zu rationalisieren – um autonomes Fahren für den Massenmarkt zugänglich zu machen.
LiDAR-Systeme
Nachtsicht
Auf dem Markt sind zwei Arten von Nachtsichtsystemen für Autos erhältlich. Passive Systeme nutzen Wärmebildkameras, die die Wärmestrahlung warmer Objekte – beispielsweise von Tieren oder Menschen – erfassen. Andererseits nutzen aktive Systeme aktive Infrarotstrahler, um die Umgebung bei Nacht auszuleuchten. Sowohl aktive als auch passive Nachtsichtsysteme basieren auf dem für das bloße Auge unsichtbaren Infrarot-Lichtspektrum.
Das Angebot von ams OSRAM
Unabhängig davon, ob LiDAR-Systeme mit VCSEL- oder Infrarotlasern realisiert werden, sind wir bestrebt, unsere Vorreiterrolle in der LiDAR-Technologie zu erfüllen und weiter auszubauen. Durch die ständige Erweiterung unseres LiDAR-Portfolios konzentrieren wir uns stets auf die Forschung – mit dem Ziel, die besten Lösungen zu entwickeln.
Im Bereich VCSEL umfassen unsere neuesten Produktentwicklungen einen 10-W-VCSEL-Chip, der unseren Kunden in der 3D-Sensorindustrie hilft, eine höhere Leistung und bessere Effizienz zu erzielen.
Dank des neu entwickelten Chip-Designs können kantenstrahlende Laser (EEL) die Wellenlängenstabilität von VCSELs bei Betriebstemperaturen von bis zu 125 °C – wie sie für Automobilanwendungen typisch sind – erreichen und sogar übertreffen. Dieser technologische Meilenstein in der Entwicklung von Infrarotlasern ermöglicht den Einsatz eines deutlich kleineren Wellenlängenfilters am Detektor – was das Signal-Rausch-Verhältnis erheblich verbessert. Dieser technologische Fortschritt wurde bereits in Bauelementen mit „Triple-Junctions“ demonstriert, d. h. drei übereinander gestapelten Lichtemissionsflächen. Er wird künftig in allen Infrarotlasern von ams OSRAM zum Einsatz kommen und den Herstellern von LiDAR-Systemen enorme Vorteile bieten.