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technik Elektronik Sensoren für Assistenzsysteme _ Radar- und Video-Sensoren bilden die Grundlage für aktuelle und künftige Fahrerassistenzsysteme. Die Automobilzulieferer arbeiten mit Hochdruck an der Weiterentwicklung der Umfeldsensorik. <strong>amz</strong> zeigt am Beispiel von Bosch, was moderne Sensoren für Fahrerassistenzsysteme heute bereits leisten. Autofahren soll in den kommenden Jahren noch sicherer und komfortabler werden. Der Einsatz von Umfeldsensoren sowie die Vernetzung bestehender Systeme ermöglichen bereits heute leistungsfähige Sicherheitssysteme im Fahrzeug. Bei der Entwicklung neuer Sicherheits- und Assistenzsysteme verfolgt Bosch mehrere Ziele: Einerseits soll das Fahren mittels neuer, täglich erlebbarer Funktionen noch sicherer und komfortabler werden, den Fahrer also entlasten. Andererseits müssen bestehende Systeme kostengünstiger werden, Die Multifunktionskamera (MPC) von Bosch kann für eine Vielzahl von Anwendungen genutzt werden. 8 <strong>amz</strong>-spezial Elektronik 2012 damit sie auch in preisgünstigen Fahrzeugen zum Einsatz kommen. Denn nur weit verbreitete Sicherheitstechnik kann den notwendigen Beitrag für ein verletzungsfreies und unfallfreies Fahren leisten. Ein Beispiel für diese Entwicklung ist die Radartechnik. Funktion der Radarsensoren Die Hauptaufgabe der Radarsensoren ist das Erkennen von Objekten sowie das Messen derer Geschwindigkeit und Position im Vergleich zur Bewegung des Fahrzeugs, in dem der Radarsensor verbaut ist. Dazu sendet der Sensor über die Sendeantenne frequenzmodulierte Radarwellen im Frequenzbereich zwischen 76 und 77 GHz aus. Diese werden von Objekten vor beziehungsweise hinter dem Fahrzeug reflektiert. Die Relativgeschwindigkeit und Entfernung von Objekten wird anhand des Dopplereffekts (Frequenzverschiebung zwischen gesendetem und reflektiertem Signal) und aus Der Einsatz von Umfeldsensoren sowie die Vernetzung bestehender Systeme ermöglichen bereits heute leistungsfähige Sicherheitssysteme im Fahrzeug. Fotos: Bosch Aufbau des Long-Range-Radarsensors (LRR3). Er hat die Aufgabe, Objekte zu erkennen und deren Geschwindigkeit und Position zu erfassen. der Zeitverzögerung gemessen. Aus dem Vergleich der Phasen der gemessenen Radarsignale an den Empfangsantennen ist ein Rückschluss auf die Position des Objekts möglich. Die Radarsensoren von Bosch arbeiten im 77-GHz-Frequenzband. Diese Sensor- Technologie ist laut Unternehmensangaben den 24-GHz-Varianten bei vergleichbaren Kosten weit überlegen. So nutzen die neuesten Bosch-Radarsensoren das weltweit dauerhaft für Automobilanwendungen freigegebene Frequenzband und haben nur rund ein Drittel der Größe eines typischen 24-GHz-Sensors. Außerdem hat die 77-GHz-Ausführung eine bis zu dreifach höhere Objekt-Trennbarkeit und kann Geschwindigkeit und Abstand drei- bis fünfmal genauer messen. Long-Range-Radarsensor Radarsensoren sehen besonders weit und erlauben eine exakte Messung von Abstand und Geschwindigkeit. Die erste Generation von Bosch startete im Jahr 2000 als Teil des Adaptive Cruise Control (ACC). Die aktuelle dritte Generation des Long-Range-Radarsensors (LRR3) ist im Vergleich dazu in allen Belangen verbessert. Sie ist rund 60 Prozent kleiner und
Der neue Mid-Range-Radarsensor (MRR) von Bosch hat eine Reichweite von maximal 160 Metern und einen Öffnungswinkel von bis zu 45 Grad. dennoch wesentlich leistungsstärker. Der LRR3 ist mit einer Reichweite von 0,5 bis zu 250 m und einem Öffnungswinkel von bis zu 30 Grad der optimale Sensor für ACC-Systeme und vorausschauende Notbremssysteme in Fahrzeugen der Oberklasse. ACC nutzt die Daten des LRR3, um die Fahrzeuggeschwindigkeit selbsttätig durch Bremsen und Beschleunigen zu regeln und so einen definierten Mindestabstand zum vorausfahrenden Fahrzeug einzuhalten. Technische Basis für das Notbremssystem sind der Radarsensor und das ESP-System. Erkennt das System einen drohenden Auffahrunfall, warnt es den Fahrer und unterstützt ihn beim Bremsen, um den Unfall möglichst zu verhindern. Ist dieser nicht mehr vermeidbar, löst es kurz vor dem Aufprall automatisch eine Vollbremsung aus, was die Unfallschwere deutlich reduzieren kann. Für den dichten Verkehr in Innenstädten erweitert Bosch den Funktionsumfang, indem das Notbremssystem den Fahrer auch bei Geschwindigkeiten unterhalb 30 km/h unterstützt. Mid-Range-Radarsensor Mit dem neuen Mid-Range-Radarsensor (MRR) von Bosch lassen sich derartige Systeme künftig noch kostengünstiger darstellen. Der Sensor hat eine Reichweite von maximal 160 Metern und einen Öffnungswinkel von bis zu 45 Grad. Damit lassen sich Notbremssysteme und ACC- Lösungen bis zu Geschwindigkeiten von etwa 150 km/h darstellen, was für die Mittel- und Kompaktklasse völlig ausreichend ist. Ein Einbau im Heck ermöglicht eine umfassende Überwachung des toten Winkels. Damit kann beipsielsweise ein Spurwechselassistent realisiert werden, der vor sich schnell von hinten annähernden Fahrzeugen warnt. Eine weitere denkbare Applikation ist die Querverkehswarnung, die auf querende Fahrzeuge aufmerksam macht und somit das Aus- parken in Situationen erleichtert, in den denen das Sichtfeld des Fahrers durch andere Fahrzeuge oder Hindernisse eingeschränkt ist. Dank der integrierten Sensorarchitektur ist der MRR klein und kompakt. Dies erlaubt den verdeckten Einbau im Stoßfänger oder die Montage im Kühlergrill mit nur minimalem Einfluss auf Designelemente. Das robuste Sensordesign ohne bewegliche Teile und mit hoher mechanischer Schwingungsfestigkeit ermöglicht den Einsatz des MRR in allen Fahrzeugsegmenten. Eine optionale Radomheizung gewährleistet die volle Sensorverfügbarkeit selbst bei schlechten Witterungsbedingungen, wie Schnee und Eis. Videosysteme ergänzen Radar Mit der Multifunktionskamera (MPC) hat Bosch eine skalierbare Plattform für videobasierte Fahrerassistenzfunktionen entwickelt. Sie kann für eine Vielzahl von Anwendungen genutzt werden. Ihre moderne Optik bündelt einfallendes Licht auf einen hochdynamischen CMOS-Sensor (Imager). Der Sensor mit seiner Analog-Digital-Wandlung setzt die Helligkeits- und Farbinformationen in elektrische Bildsignale um. Diese Signale werden durch einen im Kameragehäuse integrierten hochleistungsfähigen Rechner weiterverarbeitet. Ein separates Steuergerät ist nicht erforderlich. Videosensoren bieten im Vergleich zum Radar eine Fülle weiterer Informationen. Die Fusion beider Sensordaten ergibt ein sehr detailliertes „Bild“, das heißt eine Interpretation der Situation, vor dem Fahrzeug. Notwendig ist hierfür jedoch ein umfangreiches Wissen in allen relevanten Bereichen der Sensorik und der Bildverarbeitung, mit denen sich dann die leistungsfähigen Software-Algorithmen entwickeln lassen. Die Videokamera „versteht“ was sich um das Fahrzeug abspielt. So sind anhand der Videodaten neben Fahrzeugen auch Fußgänger und deren Bewegungsrichtung erkennbar, und sie verbessern zudem die ACC-Funktion. Querbewegungen werden früher erkannt, und so reagiert das System schneller beim Überholen von Fahrzeugen und bei deren Einscheren in die eigene Fahrspur. Die Spurverlassenswarnung, auf englisch Lane Departure Warning, und der Spurhalteassistent, Lane Keeping Support, basieren allein auf der Auswertung von Videodaten. Des Weiteren lassen sich die Videosignale zur automatischen Lichtsteuerung und der Erkennung von Verkehrszeichen nutzen. rl www.bosch-automotivetechnology.com/de/de Im Handumdrehen zur Fahrzeugdiagnose. NEU N NNEU N NNEU U AVL DITEST MDS DRIVE 188 XDS 1000 Steuergerätediagnose intelligente, geführte Fehlersuche Technisches Informationssystem Hochvoltmesstechnik AVL DiTEST GmbH Würzburger Straße 152, 90766 Fürth, DEUTSCHLAND Tel.: +49 911 47 57 - 540, Fax: +49 911 47 57 - 477 www.avlditest.com FUTURE SOLUTIONS FOR TODAY
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