Die Vorstellung sollte uns erschüttern, zumindest nachdenklich stimmen: Wer im Auto bei Tempo 50 nur drei Sekunden auf sein Handy schaut oder einnickt, legt dabei 42 Meter quasi im Blindflug zurück. Egal ob Sekundenschlaf oder Ablenkung irgendeiner Art – solche Situationen gilt es zu vermeiden, denn die Folgen können verheerend sein.
Nun weiss man, dass der Mensch nicht unfehlbar ist, also hinter dem Lenkrad immer wieder schläfrig oder abgelenkt ist. Damit trotzdem ein Höchstmass an Sicherheit gewährleistet werden kann, ist auch das Auto gefordert. Idealerweise sollte es mit seinen Sensorsystemen nicht nur die Strasse, sondern auch den Fahrzeug-Innenraum überwachen – speziell natürlich den Fahrer.
Laser, Radar und Kamera
Zum Rüstzeug für automatisiertes Fahren auf höheren Levels gehört neben Kameras und Radarsensoren auch ein Lidarsystem (Light detection and ranging). Diese laserbasierte Abstandsmessung ist notwendig für Fahrfunktionen nach SAE-Level 3 bis 5 – also vom hochautomatisierten Fahren, bei dem der Fahrer kurzfristig noch übernehmen können muss, bis zum völlig autonomen Fahren.
Der Lidarsensor deckt grosse Entfernungen wie auch den Nahbereich ab. Nähert sich ein Motorrad an einer Kreuzung mit hohem Tempo einem automatisierten Fahrzeug, muss der Lidar die Erkennung des Zweirads zuverlässig sicherstellen. In solchen Situationen sollen sich Radar, Kamera und Lidar bestmöglich ergänzen.
Dazu wird die Kameratechnik im Auto mit künstlicher Intelligenz ausgestattet, sodass sie Objekte nicht nur erkennen, sondern auch klassifizieren kann. Sie unterscheidet zwischen Fahrzeugen, Fussgängern oder Fahrrädern und erfasst deren Bewegungen. Für die Verwendung in der Grossserie muss Lidar allerdings noch wesentlich kostengünstiger werden. Zulieferer Bosch hofft, dies durch Skaleneffekte zu erreichen.
Ein Lidarsensor sendet Laserimpulse und empfängt das reflektierte Licht. Danach berechnet er die Entfernung anhand der Zeit, die das Licht für die zurückgelegte Strecke benötigt hat. Mit der laserbasierten Abstandsmessung werden auch nichtmetallische Hindernisse in Entfernungen von bis zu 200 Metern zuverlässig erkannt. In der dritten Dimension arbeitet man mit Lidarsensoren, wenn diese geschwenkt werden. Dann erhält man sowohl Informationen über Abstand und Position in x-Richtung als auch über die Positionen in y- und z-Richtung. Für einen optimalen Nutzen im Auto werden Lidar, Radar und Kamera exakt aufeinander abgestimmt. Dank dieser Fusion der Sensoren kann dann ein automatisiertes Fahrzeug Aktionen wie Ausweichen oder Bremsen rechtzeitig einleiten. Zu den Vorteilen des Lidarsensors zählt auch, dass er weder von Sonnenlicht noch von anderen Lidarsystemen gestört wird.
Ein Lidarsensor sendet Laserimpulse und empfängt das reflektierte Licht. Danach berechnet er die Entfernung anhand der Zeit, die das Licht für die zurückgelegte Strecke benötigt hat. Mit der laserbasierten Abstandsmessung werden auch nichtmetallische Hindernisse in Entfernungen von bis zu 200 Metern zuverlässig erkannt. In der dritten Dimension arbeitet man mit Lidarsensoren, wenn diese geschwenkt werden. Dann erhält man sowohl Informationen über Abstand und Position in x-Richtung als auch über die Positionen in y- und z-Richtung. Für einen optimalen Nutzen im Auto werden Lidar, Radar und Kamera exakt aufeinander abgestimmt. Dank dieser Fusion der Sensoren kann dann ein automatisiertes Fahrzeug Aktionen wie Ausweichen oder Bremsen rechtzeitig einleiten. Zu den Vorteilen des Lidarsensors zählt auch, dass er weder von Sonnenlicht noch von anderen Lidarsystemen gestört wird.
Auch die Radartechnik wird kontinuierlich verfeinert. Heute arbeitet ein Radar auch bei ungünstigen Wetter- und Lichtverhältnissen bereits zuverlässig. Besonders bei Geländefahrzeugen bietet es sich aber an, dass der Fahrer auch einen Blick unter sein Fahrzeug werfen kann. Die genaue Position der Vorderräder oder die Beschaffenheit der Unterlage kann mit der Funktion der transparenten Motorhaube erkennbar gemacht werden.
Diese von Zulieferer Continental entwickelte Funktion basiert auf dem Surroundview-System, das aus vier Kameras und einem Steuergerät besteht. Ein intelligenter Bildverarbeitungs-Algorithmus rekonstruiert das Bild unterhalb des Fahrzeugs und zeigt es dem Fahrer auf dem Bildschirm im Armaturenbrett an. Erstmals wurde dieses System Ende 2018 im Range Rover Evoque als Clear Sight Ground View präsentiert. Nun ist es auch für Modelle anderer Hersteller verfügbar.
Das Ende der Sonnenblende
Doch nicht nur das Auto soll besser sehen, auch beim Fahrer gibts Verbesserungspotenzial. Etwa mit einer transparenten Sonnenblende, die Bosch vor zwei Monaten an der Elektronikmesse CES in Las Vegas (USA) vorstellte. Um störendes Sonnenlicht zurückzuhalten, müsste die konventionelle Blende allerdings nicht so gross sein, denn neben dem Blendschutz stellt sie auch eine Sichtbehinderung dar. Bei der neuen Sonnenblende – Bosch nennt sie Virtual Visor – wird die klassische Klappe durch ein transparentes LC-Display und eine auf den Fahrer gerichtete Kamera ersetzt. Auf der transparenten Blende wird schliesslich nur jener Teil verdunkelt, durch den die Sonne blenden würde. Die grosse Restfläche bleibt durchsichtig.
Ab 2022 sollen Autofahrer gemäss EU-Standards bei Müdigkeit oder Ablenkung gewarnt werden. Der Gesetzgeber hofft, dass durch die erweiterten Sicherheitsanforderungen bis 2038 mehr als 25'000 Menschenleben gerettet werden können. Daher zählen Warnsysteme für Müdigkeit und Ablenkung voraussichtlich ab 2025 auch zum Programm der Euro-NCAP-Bewertung für die Sicherheit von Fahrzeugen.
Eine im Lenkrad eingebaute Kamera erkennt aufgrund der Lidschlagfrequenz, wenn der Fahrer müde ist – und sieht auch, wenn er den Kopf zum Beifahrer hin oder in Richtung der Rücksitze dreht. Mithilfe von intelligenten Bildverarbeitungs-Algorithmen und maschinellem Lernen haben Ingenieure dem System beigebracht zu verstehen, was der Mensch auf dem Fahrersitz tut. Je nach gesetzlicher Vorgabe und Präferenzen des Autoherstellers erfolgen eine Warnung, Fahrempfehlungen oder Geschwindigkeitsreduktionen.
Kamera hält Kinder im Blick
Um den Innenraum inklusive Beifahrer und Fondpassagiere zu überblicken, kommt zudem eine beim Rückspiegel installierte Kamera zum Einsatz. Sie erkennt, wenn Kinder auf dem Rücksitz den Gurt lösen oder ein Mitfahrer im Fond zu weit nach vorne gelehnt oder schräg sitzt, sodass Gurtstraffer und Airbags bei einem Unfall nicht optimal schützen. Der Airbag für den Beifahrersitz löst dank dieses Beobachtungssystems nicht aus, wenn dort eine Babyschale steht.
Die Innenraumkamera erkennt zudem, welche Person auf dem Fahrersitz Platz nimmt. Entsprechend passt sie die Einstellungen von Sitz, Rückspiegel, Lenkrad und Infotainmentsystem an. Die Entwickler dieser Systeme betonen, dass die Infos der Innenraumbeobachtung ausschliesslich von der Software im Auto ausgewertet und weder gespeichert noch an Dritte weitergegeben werden.
Das Sehen ist eine Fähigkeit des Autos, die immer besser wird; das Fühlen eine weitere, bisher kaum bekannte. Das Contact Sensor System (Cossy), das Zulieferer Continental ebenfalls an der CES präsentierte, erkennt bei Schritttempo Berührungen zwischen Fahrzeug und einer Person oder Objekt. Einen Aufprall mit niedriger Geschwindigkeit erkennt Cossy anhand der Aufnahme von Schallsignalen.
Mit dieser Sensorik können verschiedene neue Anwendungen unterstützt werden, z. B. die Erkennung von Parkremplern oder mutwillig angebrachten Kratzern. Selbst die Identifizierung des Fahrers an der Stimme ist denkbar. Und bald dürfte wohl auch die Stimmungslage des Fahrers – fröhlich, traurig, gehetzt oder entspannt – analysiert und mit entsprechenden Algorithmen verknüpft werden.