Kostengünstige Wärmebildtechnik unterstützt sichere automatisierte Mobilität
Die vernetzte und automatisierte Mobilität verspricht Möglichkeiten zur Verbesserung von Sicherheit und Komfort bei gleichzeitiger Verringerung von Staus und Emissionen. Sensoren werden eine wesentliche Rolle einnehmen. Sie werden andere Verkehrsbeteiligte, das Wetter, die Fahrbedingungen und Hindernisse sowie die Umgebung im Innenraum des Fahrzeugs und den Zustand der fahrzeugführenden Person überwachen. Zu den in Erwägung gezogenen oder bereits eingesetzten Optionen gehören Kameras für sichtbares Licht, Radar und LiDAR. Sie alle benötigen eine externe Quelle (Sonne oder eine Lichtquelle, Radarwellen bzw. Laserlicht) und es bestehen Schwierigkeiten, die Herausforderungen der gefährlichsten automatisierten Fahrszenarien zu meistern, wie z. B. die Erkennung von Personen, die zu Fuß unterwegs sind oder Tieren bei schlechten Lichtverhältnissen oder schlechtem Wetter. Langwellige Infrarot- oder Wärmebildkameras erfassen Wärme mit sehr hoher Empfindlichkeit. Außerdem sind sie völlig passiv – sie erfordern weder eine externe Lichtquelle noch strahlen sie zur Erkennung aus. Das EU-finanzierte Projekt „tHErmaL vIsion AUgmented awarenesS“ hat die erforderlichen Technologien entwickelt, die Vorteile von Wärmebildkameras aufgezeigt und belegt, dass sie die Anforderungen des Automobilsektors erfüllen können.
Wärmebildkameras: passiv, aber leistungsstark
Alle Objekte oberhalb des absoluten Nullpunkts geben Wärme ab – selbst kalte, unbelebte Objekte wie Leitplanken im Winter. Wärmebildkameras erfassen diese Wärme unabhängig von der Beleuchtung oder dem Wetter. „Eine Wärmebildkamera ist besonders geeignet, um Menschen oder Tiere bei schlechten Sichtverhältnissen aufzuspüren. Das Sichtfeld und die Auflösung einer Wärmebildkamera können jedoch an den jeweiligen Anwendungsfall angepasst werden: ein großes Sichtfeld mit kurzer Reichweite für die Überwachung im Innenraum und ein kleineres Sichtfeld mit langer Reichweite für die Erkennung von Personen, Autos oder Tieren“, erklärt Quentin Noir von LYNRED.
Die beste Wahl: Sicherheit, Großserienfertigung und niedrige Kosten
„Wir wollten nachweisen, dass eine Wärmebildkamera im Vergleich zu aktuellen sichtbaren Kamera- und Radarlösungen für vorausschauende Sensoren die beste Technologie ist, um automatische Notbrems- und Kollisionswarnsysteme auch bei schlechter Sicht einzusetzen. Eine Studie hat aufgezeigt, dass die derzeitigen nach vorn ausgerichteten Systeme für das autonome Notbremsassistenzsystem bei Tageslicht eine Kollision mit einem zu Fuß gehenden Kind bei einer Geschwindigkeit von etwa 30 Stundenkilometern nur in 11 % der Fälle vermeiden konnten“, so Noir. Für die Anwendung im Fahrzeuginnenraum konzentrierte sich das Projekt auf die Verknüpfung der Temperaturveränderungen im Gesicht der fahrzeugführenden Person mit der thermischen Behaglichkeit, der Schläfrigkeit, der möglichen Unbeherrschtheit und dem emotionalen Zustand dieser Person. Neben den technischen Herausforderungen befasste sich das Projekt auch mit den geschäftlichen Anforderungen des Automobilmarktes. Das Gemeinschaftsunternehmen entwickelte innovative Technologien für die Bildkorrektur und die Herstellung von Sensoren und Optiken. „Demonstratoren und Anwendungsfalltests haben gezeigt, dass die Wärmebildkamera auf der Grundlage der Mikrobolometer-Technologie die Leistung aktueller Systeme, die ausschließlich auf sichtbaren Kameras basieren, bei schlechten Sichtverhältnissen, bei denen die meisten Todesfälle auftreten und aktuelle Systeme unwirksam sind, drastisch erhöhen kann. Außerdem kann sie die Anforderungen des Automobilsektors in Bezug auf niedrige Kosten, Zuverlässigkeit und Großserienfertigung erfüllen“, fasst Sébastien Tinnes von LYNRED zusammen. Die langwellige Infrarottechnologie, die ursprünglich für Verteidigungsanwendungen entwickelt wurde, wird traditionell als teure Technologie mit geringen Stückzahlen angesehen. In den vergangenen 15 Jahren wurde sie in einige Luxusfahrzeuge der Oberklasse eingebaut. Die Projektergebnisse haben die Technologie der Wärmebildkameras über den Stand der Technik hinausgebracht, Kameras für langwelliges Infrarot günstig bereitgestellt und den Weg für die Integration von Wärmebildkameras in alle Autos in der Zukunft geebnet, um Leben zu retten. Die Projektpartner planen die Aufnahme der Großserienfertigung bis 2028.
Schlüsselbegriffe
Wärmebildkamera, langwelliges Infrarot, Radar, autonomes Notbremsassistenzsystem, Langwellen-Infrarotkameras, Sensoren, automatisches Notbremssystem, autonome Fahrzeuge, Kollisionswarnung, LiDAR
