CMOS Image Sensors – Autonomes Fahren

Die Entwicklung autonom fahrender Autos ist für die heutige moderne Gesellschaft von großer Bedeutung, da die Lebenszeit, welche der Mensch im Auto verbringt, künftig nicht mehr verloren ist, sondern für vielfältige Zwecke verwendet werden kann. Darüber hinaus kommen künftig auch Personen mit Handicap aufgrund ihres Alters oder einer Bewegungseinschränkung dank autonomen Fahrens wieder in die Lage, mobil zu sein. Der Antriebsstrang arbeitet hocheffizient, was den Übergang zur emissionsneutralen Mobilität speziell im urbanen Sektor befördern wird. Da rund 90 Prozent aller Unfälle auf menschliches Versagen zurückzuführen sind, wird es mit der zunehmenden Automatisierung zu einer erheblichen Verringerung der Unfallzahlen kommen.

Um, wie es sich in den vergangenen Jahren immer wieder gezeigt hat, durch den Einsatz unzureichender Assistenzsysteme (ADAS) keine neuen Gefahrenquellen für den Straßenverkehr zu erzeugen, kommt der Entwicklung von robuster, fehler- und störungsfrei arbeitender ADAS-Technologie für das autonome Fahren eine herausragende Bedeutung zu.

In diesem Kontext spielt die dreidimensionale Erfassung der Umgebung in Verbindung mit einer sicheren Objekterkennung eine Schlüsselrolle. Das Fraunhofer IMS LiDAR (light detection and ranging) Messverfahren fungiert hierbei als Türöffner. Erst durch diese Technologie ist es möglich ADAS-Systeme störlichtfrei und blendfest auszulegen, sodass unabhängig von der Verkehrssituation immer eine sichere Bestimmung der Objektentfernung und der Objektart sichergestellt wird. Somit sind gerade in komplexen, dynamischen Szenarien, wie sie im Straßenverkehr vorkommen, LiDAR Kameras auf schnelle und verlässliche Detektoren angewiesen.

In den Fraunhofer IMS LiDAR Kameras für das autonome Fahren wird dabei aus wenigen hundert augensicheren Messungen pro Frame ein dreidimensionales Bild der Umgebung erstellt. Sämtliche, die Messperformance bestimmenden Elemente eines LiDAR Systems beginnend mit der Echtszenenmodellierung, über die Eigenschaften der Laserquelle und des CSPAD-Empfängers sowie der hochauflösenden Zeitmesser (time-to-digital converter, TDC) bis hin zu den Algorithmen zur Signalfilterung werden vom Fraunhofer IMS im Systementwicklungsprozess für die Anwendung im autonomen Fahren sorgfältig berücksichtigt. Die Kerntechnologie in Form der Fraunhofer IMS CSPAD Detektoren wird am Standort in einem für die Automobilindustrie zertifizierten Standard CMOS Prozesstechnologie vorgehalten.