Systeme zur Fahrzeugumfelderkennung | Über Grundlagen des autonomen Fahrens
Systeme zur Fahrzeugumfelderkennung bilden wichtige Grundlagen für das autonome Fahren und die digitale Fabrik. Mit smarten Lösungen aus der FMD können diese Systeme auch zukünftig so weiterentwickelt werden, dass sie einen wesentlichen Beitrag zur Erhöhung der Sicherheit von Verkehrseilnehmern bzw. Akteuren im industriellen Umfeld leisten. Die 13 Institute der FMD verfügen über verschiedene Spezial-Kenntnisse zu den Technologien und Komponenten, welche sich ideal komplementär ergänzen.
Welche Technologien fallen unter den Begriff der Fahrzeugumfelderkenung?
Fahrzeugumfelderkennung meint Technologien rund um LiDAR, RADAR, Sensordatenfusion und natürlich die zugehörigen Integrationstechnologien. Es geht darum, die Umgebung multisensoriell im 360°-Nah- und Fernbereich zu erfassen. Das kann die Detektion Personen, der Fahrbahn oder in industriellen Anwendungen die Klassifizierung von Gegenständen sein.
Welche Kompetenzen hat die FMD in diesem Bereich?
Die 13 Mitgliedsinstitute der FMD verfügen über verschiedene Spezial-Kenntnisse zu den Technologien und Komponenten, welche sich ideal komplementär ergänzen. Im Themenbereich LiDAR reicht das beispielsweise von den verschiedenen Komponenten eines Systems, wie Laserquellen, Optiken, Einrichtungen zur Strahlführung oder Detektoren in verschiedenen Wellenlängenbereichen bis hin zur intelligenten Signalverarbeitung.
Zunehmende Anforderungen aus der Wirtschaft beeinflussen unsere FuE-Aktivitäten sehr stark: Höhere Reichweiten, zunehmender Kostendruck und die Reduktion der Baugröße sind hierbei entscheidend. Intensive Forschungsarbeiten an den Einzelkomponenten sind daher notwendig. Mit Partnern aus der Industrie entwickeln wir die Technologien weiter. Das Forschungs-Know-how wird auf die einzelnen Anwendungen und den daraus resultierenden Systemspezifikationen zugeschnitten.
Welche Projekte gibt es dazu innerhalb der FMD?
Das Projekt »Wide-Angle-LiDAR« mit dem Startup OQmented konnte bereits erfolgreich abgeschlossen. Hier entwickelten die Fraunhofer-Institute ISIT und IMS sowie das Leibniz FBH einen Wide-Field-of-View LiDAR-Demsonstrator mit einem einzelnen MEMS-Spiegel, welcher abgestimmt mit einem SPAD-Detektor arbeitet. Der Demonstrator weist ein Field-of-View von über 160° bei einer Auflösung von 0.1° auf und hat sehr gute Eigenschaften in der Sonnenlichtunterdrückung.
Im Projekt »miniLIDAR« entwickelt die FMD zusammen mit einem Industriepartner Komponenten eines miniaturisierten LiDAR-Systems für die Robotik. Beteiligt sind vier FMD-Institute. Das Leibniz FBH in Berlin entwickelt die Puls-Laserquellen. Das Fraunhofer IPMS in Dresden setzt die Entwicklung der Strahlablenkeinrichtung um. Das Fraunhofer IZM in Berlin widmet sich dem Thema Optical Phased Arrays und das Fraunhofer IMS in Duisburg realisiert die Detektorentwicklung.
Welche technologischen Trends zeichnen sich in diesem Bereich ab?
»Weiter«, »genauer« und »kleiner« sind die Schlagworte der Zukunft. Um diesen Anforderungen an die Sensorik der Fahrzeugumfelderkennung gerecht zu werden, arbeitet die FMD auf verschiedenen Ebenen an Lösungen. Verbindungshalbleiter wie InP-basierte Laser oder InGaAs-basierte Detektoren könnten bei LiDAR-Systemen zu starken Performanceverbesserungen führen. Hierfür müssen jedoch Fragestellungen gelöst werden, um den Kostenanforderungen gerecht zu werden. Heterointegration ist dabei sicherlich ein entscheidendes Thema: Die Verbindung der genannten Detektoren mit einer silziumbasierten Ausleseelektronik ist eine Lösungsidee, welche die FMD konkret angeht.
Darüber hinaus ist die FMD sehr interessiert daran, bereits vorhandene Systeme zur Fahrzeugumfelderkennung zu testen bzw. Lösungen im Testingbereich zu entwickeln. Funktionstest sowie die Kalibrierung der Sensoren nach der Fertigung eines Fahrzeugs sind noch nicht vollumfassend und zufriedenstellend gelöst.
Wie sieht die Unterstützung für Projektinteressierte aus?
Die FMD ist für ihre Kunden der One-Stop-Shop für Technologien in der Fahrzeugumfelderkennung. Als dieser stellt sie, abgestimmt auf die technologischen Anforderungen, ein Experten-Konsortium zusammen. So können maßgeschneiderte Lösungen angeboten werden. Der Kunde kann über einen Ansprechpartner Zugriff auf ein komplementäres Portfolio an Lösungen erhalten.
Nehmen wir das Beispiel eines Radarchips: Das Schaltungsdesign wäre z. B. beim Fraunhofer FHR in Wachtberg beheimatet, die Fertigung am IHP in Frankfurt/Oder bzw. beim Fraunhofer IAF in Freiburg, das Packaging würde am Fraunhofer IZM in Berlin durchgeführt, zum Schluss käme wieder das Fraunhofer FHR mit der Radar- oder Antennenprüfung ins Spiel. Der Projektpartner und Kunde konzipiert das gesamte Projekt jedoch nur mit der FMD als Ansprechpartner. Das ist in dieser Form in der Forschungswelt einzigartig und kombiniert die Vorteile aus verteiltem, spezialisiertem Know-how mit den Vorteilen einer zentral gemanagten Organisationseinheit.
Die FMD-Services im Bereich Fahrzeugumfelderkennung umfassen:
- Industrielle Auftragsforschung: FuE-Projekte, Machbarkeitsstudien, Technologie- und Prozessentwicklung, Pilotfertigung
- Unterstützung von Systemherstellern: Demonstratoren und Prototypen, Technologieservices
- Technologietransfer: Lizenzierung von Technologien und Prozessen
- Kooperationsprojekte: Öffentlich geförderte FuE-Projekte
FMD.institute mit Bezug zu diesem Text
