Robuste Sensortechnologie für autonomes Fahren

Autonomes und assistiertes Fahrsystem auch bei dichtem Nebel oder starkem Regen

Solutions - Mobility
24.09.2019

Hochpräzise Erfassung von Fahrzeugperimetern

Mitsubishi Electric hat eine neue Sensortechnologie entwickelt, die eine hochpräzise Erfassung von Fahrzeugperimetern auch bei dichtem Nebel oder starkem Regen ermöglicht. Die Technologie soll eine robuste Funktion von autonomen und assistierten Fahrsystemen auch bei rauen Witterungsbedingungen, unter denen die Erkennungsgenauigkeit konventioneller Sensoren abnimmt, ermöglichen.

Die allgemeine Forschung und Entwicklung zu Sensoren, die in autonomen und assistierten Fahrsystemen verbaut werden, ist auch weiterhin auf die Verbesserung der Erkennungsgenauigkeit konzentriert. Diese Systeme beruhen auf verschiedenen Arten von Sensoren, die Positionen, Geschwindigkeiten, Größen usw. von Hindernissen im Weg von Fahrzeugen bestätigen. Bisher lieferten herkömmliche Systeme mit solchen Sensoren jedoch keine zuverlässige Leistung bei beispielsweise dichtem Nebel oder starkem Regen, da diese Bedingungen die Durchlässigkeit von elektrischen- und Laser-wellen, sowie die Kamerasicht verschlechtern.

Datenanalyse in Echtzeit

Die neuentwickelte robuste Technologie von Mitsubishi Electric wählt und kombiniert Daten von gleich mehreren Sensoren am Fahrzeug basierend auf ihrer Zuverlässigkeit. Von verschiedenen Sensoren erfasste Zeitreihendaten (Geschwindigkeit, Breite, Ausrichtung, Abstand usw.) werden in Echtzeit analysiert, um vorherzubestimmen, wie zuverlässig die Daten der einzelnen Sensoren je nach Wetterlage basierend auf den entsprechenden Funktionen sind. Durch die Auswahl und Kombination von Daten mit einer so ermittelten hohen Zuverlässigkeit ist eine hochpräzise Erkennung auch bei rauen Witterungsbedingungen möglich.

Die Technologie wurde in einem Testzentrum in Japan in einem Fahrzeug mit autonomen Vollbremssystem (AEB) eingesetzt, um die Leistung von echten Fahrzeugen bei rauem Wetter zu überprüfen. Dabei wurde bestätigt, dass das AEB-System selbst unter Bedingungen, bei denen gängige Sensoren sonst stark an Genauigkeit einbüßen, eine sichere Vollbremsung durchführen konnte.

Ausblick

In Zukunft wird das Unternehmen die Technologie in tatsächlichen Umgebungen weiter testen und die Entwicklung mit dem Ziel einer Vermarktung ab 2023 fortsetzen. Man geht davon aus, dass die Technologie in Zukunft in autonomen Fahrzeugen eingesetzt werden kann, um sichere und präzise Spurwechsel auch bei rauen Witterungsbedingungen zu gewährleisten.

 

Übersicht

 

Erkennungsmethode Leistung Bedingungen Geschwindigkeiten
[km/h]
Entwickelte Technologie Auswahl und Kombination zuverlässiger Daten von mehreren Sensoren AEB-System funktioniert auch bei dichtem Nebel oder starkem Regen Niederschlag [mm/h]

Sicht bei Nebel [m]

80

 

15

10-40

 

10-15

Herkömmliche Technologie Auswahl und Kombination von Sensordaten mit voreingestellten Funktionen AEB-System funktionierte bei dichtem Nebel oder starkem Regen nicht Niederschlag [mm/h]

Sicht bei Nebel (m)

80

15

Nicht funktionstüchtig

Nicht funktionstüchtig

 

Details

Durch die Auswahl und Kombination von Daten verschiedener Sensoren basierend auf ihrer Zuverlässigkeit wurde eine hochpräzise Erfassung auch bei rauen Witterungsbedingungen erreicht.
Zeitreihendaten, wie Geschwindigkeit, Breite, Ausrichtung und Abstand, wurden mit unterschiedlichen Sensoren erfasst und dann mit den basierend auf den entsprechenden Funktionen prognostizierten Daten und Werten verglichen. Mittels Echtzeit-Berechnungen wurde die Zuverlässigkeit der Daten der einzelnen Sensoren, die vom Wetter abhängen, prognostiziert. Das System wählte dann als sehr zuverlässig prognostizierte Daten aus und kombinierte diese. Mit dieser Technologie konnte die Funktion von autonomen und assistierten Fahrsystemen auch bei dichtem Nebel oder starkem Regen demonstriert werden.

Hohe Leistung des AEB-Systems auch bei rauem Wetter
Die Tests, die raue Witterungsbedingungen simulieren, wurden in einer Einrichtung des gemeinnützigen Japan Automobile Research Institute durchgeführt. Es wurde ein AEB-System bei starkem Regen (Niederschlag von 80 mm/h) mit einer maximalen Fahrzeuggeschwindigkeit von 40 km/h getestet. Dank der erfolgreichen Erkennung von Objekten, die die Notbremsung auslöste, konnte eine normale Funktion des AEB-Systems belegt werden. Zudem wurde das System bei dichtem Nebel mit einer Sichtweite von 15 m und einer Fahrzeuggeschwindigkeit von 10-15 km/h getestet. Alle Tests bei starkem Regen wurden nachts wiederholt. Außerdem wurden Tests durchgeführt, bei denen die Erkennungsgenauigkeit der Kamera durch Hintergrundbeleuchtung bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit von 10-40 km/h erheblich beeinträchtigt war. Unter allen Bedingungen wurde das AEB-System erfolgreich aktiviert.

Prognosefunktionen für die Umgebungserkennung
Ein Lidar bietet keine gute Leistung bei Nebel (in der Luft enthaltenes Wasser absorbiert Impulslasersignale). Daher kann das System anhand von Daten von einem Lidar unter solchen Bedingungen das Vorhandensein von Nebel bestimmen. Die Ergebnisse dieses Tests werden bei der Berechnung der Zuverlässigkeit berücksichtigt, um genauere Erkennungsfunktionen zu ermöglichen.

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