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Fahrerassistenzsysteme 2007

Voll im Bild

Foto: Hersteller 14 Bilder

Neue Kamerasysteme und Sensoren werden Fahrerassistenzsysteme leistungsfähiger und zuverlässiger machen – bei Tag und Nacht.

26.09.2007 Alexander Bloch

Es gibt ein grundlegendes Problem von Fahrerassistenzsystemen, die ihren Job allein von Radarsensoren erledigen lassen: Sie reagieren nicht auf stehende Objekte. Trotz Abstandsregeltempomat liefe ein derart ausgestattetes Auto auf ein plötzlich auftauchendes Stau-Ende mit voller Wucht auf. Zwar erkennt das Radarsystem eindeutig, dass dort etwas steht. Aber wenn sich das Objekt vorher nicht bewegt hat, kann die Assistenzeinheit nicht zweifelsfrei zuordnen, ob es ein Brückenpfeiler, eine Hauswand, ein Mensch oder ein liegengebliebener Lkw ist. Hatte es das Hindernis dagegen schon mal im bewegten Zustand im Fokus, kann es dieses zumindest als Verkehrsteilnehmer erkennen und entsprechende Reaktionen des Assistenzsystems veranlassen.

Diese partielle Blindheit soll es bald nicht mehr geben. Künftige Fahrerassistenzsysteme werden auf breiter Front mit zusätzlichen Kameras arbeiten. Diese helfen in den üblichen C-MOS-Ausführungen zwar nicht bei der Abstandsmessung, bieten dafür aber eine viel bessere Objekterkennung.

Sensorfusion heißt das Zauberwort

Die Signale von Radar- und Kamerasystemen werden zusammengefasst und mit hohem Rechneraufwand analysiert. Das Ziel dabei ist eine in der Kombination deutlich größere Erkennungs-Bandbreite und höhere Zuverlässigkeit. Ein entscheidendes Kriterium, um so schwerwiegende Aktionen wie eine automatische Notbremsung zu veranlassen. In einigen Schwerlastwagen ist sogar die automatische Vollbremsung auf dieser Basis schon seit letztem Jahr Realität. Lexus setzt im Topmodell LS zwar auch auf ein Radar-Kamera-System, verzichtet aber derzeit auf eine selbstständige Notfallverzögerung bis zum Stand.

Deutlich weiter geht jetzt Volvo mit seinem Bremsassistenten Pro. Das zusammen mit dem amerikanischen Zulieferer Delphi entwickelte Aufprall-Warnsystem leitet eine Notbremsung auch bei stehenden Hindernissen ein. Dafür überwacht ein 77-GHz-Radar eine 150-Meter-Zone und eine Kamera vor dem Innenspiegel einen Bereich von 55 Metern vor dem Auto. Nur wenn beide Sensoren eine Situation als kritisch einstufen, erfolgt der Bremseingriff. Laut Volvo-Technik-Projektmanager Jonas Tisell zeigen die Statistiken, dass an etwa der Hälfte aller Auffahrkollisionen stehende Objekte beteiligt sind. Selbst wenn eine Kollision nicht mehr vermeidbar ist, reduziert laut Volvo schon eine Verringerung der Aufprallgeschwindigkeit von 60 auf 50 km/h die Aufprallenergie um 30 Prozent. Ein Wert, der den Verletzungsgrad der Insassen erheblich herabsetzen kann.

Vor dem selbstständigen Bremseingriff warnt das Volvo-Delphi-System zudem mit einem akustischen und optischen Signal im Head-up-Display vor dem drohenden Unfall. Das neue ACC-System wird ab Anfang 2008 in den Modellen V70, XC70 und S80 als Zusatzausstattung angeboten.

Vernetzung der Systeme

Auch die deutschen Hersteller arbeiten intensiv an Kamera-Systemen. Continental, einer der Pioniere im Bereich der Abstandsregelsysteme, entwickelt jetzt schon intensiv an der nächsten bildunterstützten Generation. Dabei ist dem Lieferanten der Mercedes-ACC-Systeme die umfangreiche Vernetzung aller passiven und aktiven Sicherheitsfunktionen besonders wichtig. Unter dem Namen ContiGuard (ehemals APIA) zeigt Continental ein integriertes Sicherheitskonzept, bei dem ein Gefahrenrechner alle Sensordaten abfragt und dann Maßnahmen wie beispielsweise Warnungen, Bremsungen, Lenkeingriffe oder die Aktivierung von passiven Sicherheitssystemen einleitet.

Das rein radargestützte Pre-Safe-System von Mercedes (S- und CL-Klasse) verzögert immerhin schon mit bis zu 40 Prozent der maximalen Bremsleistung auf sich bewegende Objekte. Mit der höheren Zuverlässigkeit durch Kamerasysteme soll die Effektivität ausgebaut werden. Gleichzeitig dient die Kamera in Zukunft als Sensor für weitere Funktionen. So werden die Fahrspur detektiert, Fußgänger erkannt und Verkehrszeichen von der digitalen Bildverarbeitung aus dem Verkehrsumfeld optisch herausgefiltert. Dabei hilft dem System auch die Kommunikation mit dem Navigationssystem. So weiß die Bildverarbeitung zum Beispiel, dass nach jeder Autobahn-Auffahrt sofort Tempolimit-Schilder folgen.

Bosch, Systemlieferant der Abstandsregeltempomaten von Audi und BMW, sieht in den kameraunterstützten Systemen ebenfalls die Zukunft. Trotzdem traut sich Audi derzeit als einziger Autohersteller, eine Stop-and-go-Funktion auf Basis eines einzigen 77-GHz-Fernbereichsradars zu realisieren. Der Verzicht auf ein 24-GHz-Nahbereichsradar und eine Kamera spart zwar Kosten, wirft aber noch Zweifel bei der Zuverlässigkeit im Nahbereich auf. Im nächsten großen Test von Abstandsregeltempomaten muss sich das unter anderem für den Q7 und den facegelifteten A8 erhältliche System daher beweisen.

Noch nicht überzeugend sind bisher die Leistungen von Nachtsichteinheiten, wie sie von Bosch in der Mercedes S- und CL-Klasse und von Autoliv im BMW Siebener, Sechser und Fünfer angeboten werden. Egal ob die Nachtsichtkameras mit aktiver (Mercedes) oder passiver Infrarottechnik (BMW) arbeiten, außer ein paar netten Bildern des nächtlichen Straßengeschehens ist der Sicherheitsnutzen sehr eingeschränkt, da der Fahrer in keiner Weise aktiv gewarnt wird. Das soll sich aber bald ändern. So arbeitet neben Bosch zum Beispiel Siemens-VDO an einer intelligenten Erkennung von Hindernissen und Personen bei Dunkelheit. Die Daten der Infrarotkamera werden dafür von der Bildverarbeitung nach bekannten Mustern und Bewegungsabläufen abgesucht.

Preisgünstige Variante in Sicht

Das Wichtigste für den Fahrer ist es dabei, dass wirkliche Gefahren von Nebensächlichkeiten unterschieden werden. Sobald dann zum Beispiel ein nächtlicher Spaziergänger oder Wild im System erkannt wird, hebt eine Markierung auf dem Bildschirm die Hindernisse optisch hervor. Mit derzeit noch in der Forschung (zum Beispiel Bosch) befindlichen, laserbasierten Head-up-Displays wäre es dann sogar möglich, diese Gefahren punktgenau auf der Windschutzscheibe zu markieren.

Der bisher hauptsächlich aus dem Infotainmentbereich bekannte Hersteller Harman/Becker geht zusammen mit Audi bei der Kamera-Technologie noch einen Schritt weiter. Die in einem Versuchs-A8 eingesetzte 3D-Kamera beherrscht nicht nur das Erkennen, sondern über Lichtlaufzeit-Messung auch die Distanzmessung von Objekten. Mit Hilfe einer aktiven Infrarotausleuchtung funktioniert das System sogar nachts.

Leider noch einige Jahre entfernt liegt die Zusammenarbeit von ACC-Systemen mit den Daten der Car-to-car-Kommunikation. Experten versprechen sich hiervon einen weiteren Zuverlässigkeitssprung. Der amerikanische Hersteller TRW geht das Fahrerassistenz-Gebiet von unten an: Mit einem neuen, preisgünstigen Mittelbereichs-Radarsystem, das bis 145 km/h arbeitet, sollen ACC-Einheiten in Zukunft auch in den niedrigeren Fahrzeugklassen erschwinglich werden.

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