Autonomes Fahren

Autonomes Fahren benötigt zur sicheren und zuverlässigen kontinuierlichen Erfassung der Umgebung unterschiedlichste Sensoren, wie zum Beispiel Kameras im VIS-Bereich, Ultraschall-Systeme, Lidar-Systeme, sowie Kameras im Ferninfrarotbereich.

Fahrzeugszene
© Fraunhofer IMS
Fahrzeugszene aufgenommen mit der Fraunhofer Eval-Kamera
Straßen Fahrbahnmarkierungserkennung
© Fraunhofer IMS
Thermographie zur besseren Straßen Fahrbahnmarkierungserkennung
Straßenverkehr
© Fraunhofer IMS
FIR-Kamera zur besseren Erkennung im Straßenverkehr

Im Januar 2017 hat die Bundesregierung einen Gesetzentwurf angenommen, der das autonome Fahren auf deutschen Straßen ermöglicht. Als Autoland Nummer eins soll Deutschland demnach nicht nur Leitmarkt für autonomes Fahren, sondern auch Leitanbieter sein. Autonomes Fahren benötigen zur sicheren und zuverlässigen kontinuierlichen Erfassung der Umgebung unterschiedlichste Sensoren, wie zum Beispiel Kameras im VIS-Bereich, Radar oder Ultraschall-Systeme, Lidar-Systeme, sowie Kameras im Ferninfrarotbereich (FIR). Durch die Kombination mehrerer dieser Sensoren (Sensorfusion) wird die Umgebungserfassung auch unter schwierigen Umweltbedingungen sichergestellt.

Insbesondere FIR-Kameras als bildgebende Systeme profitieren durch ein anderes physikalisches Detektionsprinzip als passive Bildaufnehmer von den Eigenschaften des »Lichts« im Wellenlängenbereich von 8 µm bis 14 µm. Sie ermöglichen ein »Sehen« auch bei schwierigen Umweltbedingungen, wie zum Beispiel Tunnelein- und ausfahrten, tiefstehender Sonne, Nebel, Smog oder starkem Regenfall. Bei diesen Bedingungen wird die Signalqualität von Kameras im VIS-Bereich, aber auch von Lidar-Systemen stark reduziert, während FIR-Kameras detaillierte Bilder liefern.

Studien zeigen, dass selbst tagsüber bei klaren und gut ausgeleuchteten Szenen FIR-Kameras der Qualität eines optischen Sensors im Hinblick auf Treffer und Fehlerrate bei der Erkennung von Menschen oder Tieren aufgrund des Temperaturkontrastes ebenbürtig sind. Der Einsatz von FIR-Kameras in das autonome Fahren ist sicherheitstechnisch nahezu unverzichtbar. Ein weiterer technischer Vorteil der FIR-Kamera im Vergleich zu den anderen Systemen ist die relativ geringe Anzahl an Daten, die zur Auswertung des Systems benötigt werden. Dies macht die Auswertung nicht nur tendenziell schneller, sondern verringert auch die Gesamtmenge der zu übermittelnde Daten in das autonome Fahren.

Außerdem kann durch ungekühlte Infrarotsensoren zuverlässig bei Tag und Nacht der Straßenverkehr überwacht werden. Das Wärmebild von Personen, Kraftfahrzeugen oder anderen Verkehrsteilnehmern kann eindeutig und dennoch datenschutzgerecht anonym identifiziert werden. Die Technologie funktioniert nahezu unabhängig von den Wetterbedingungen. Ein IR-Kameramodul kann z. B. zur effizienteren Steuerung von Ampeln oder Schranken eingesetzt werden. Ebenso kann die Verifizierung bei Zugangskontrollen oder bei automatischen elektronischen Gebühreneinzügen mittels ungekühlter Infrarotsensoren erfolgen.

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