KI-gestützte Umgebungserkennung für autonome Fahrzeuge
Ein Radarsystem mit neuem Antennendesign soll dazu beitragen, autonomes Fahren sicherer zu machen. Künstliche Intelligenz (KI) leistet hierbei einen wichtigen Beitrag zur Auswertung der Radarsignale.
Foto: Fraunhofer IZM / Volker Mai
Das Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration (IZM) hat das neue Radarsystem zur Umgebungserkennung für autonome Fahrzeuge gemeinsam mit der InnoSenT GmbH, der KSG GmbH, der Creonic GmbH und der Universität Bielefeld im Projekt KI-Radar entwickelt. Das Sensorsystem hat eine Trennschärfe von unter 1° bei einem Erfassungswinkel von 180°, was bisher noch nicht möglich war. Zum Vergleich: Aktuelle Radarsensoren kommen lediglich auf 2° bei einem Erfassungswinkel von 90°. Im von den Partnern entwickelten Radarsystem konnten somit die sogenannte Winkelauflösung und der Erfassungsbereich verdoppelt werden konnte. Auch Objekte, die sich in einem Abstand von mehr als 1° zueinander befinden, lassen sich dadurch eindeutig voneinander getrennt detektieren.
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KI zur Auswertung der Radarsignale
Möglich wird das durch eine Kombination aus neuen Elektronik- und Packaginglösungen sowie durch den Einsatz künstlicher Intelligenz zur Auswertung der Radarsignale. „Geholfen haben uns die KI-Algorithmen: Mit ihnen konnten wir die Messwerte einzelner Radarsensoren koppeln und so die Winkelauflösung entscheidend erhöhen“, erläutert Christian Tschoban, Projektverantwortlicher und Gruppenleiter am Fraunhofer IZM.
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Autonomes Fahren: Weniger Radsensoren am Fahrzeug erforderlich
Dank der verbesserten Trennschärfe wird an einem autonomen Fahrzeug weniger als die Hälfte der bislang erforderlichen Radarsensoren benötigt. Durch den höheren Erfassungsbereichs der neuen Radarsensoren müssen statt der bislang üblichen rund 16 Radarsensoren je Fahrzeug nur noch sechs Sensoren verbaut werden, um die 360°-Detektion mit der geforderten Sicherheit zu erreichen. Dadurch werden die Fertigungskosten für die Radarsysteme um mehr als die Hälfte reduziert.
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Testradar am Fahrzeug mit hoher Zuverlässigkeit
Nach der Anfertigung der Einzelkomponenten durch die jeweiligen Projektpartner wurden zwei Demonstratoren aufgebaut. Erste Tests des Technologiedemonstrators mit 3D-Antennen und integrierter KI verliefen erfolgreich. Mit einer Winkeltrennfähigkeit von unter 1° weist er den Forschenden zufolge eine sehr hohe Detektionssicherheit auf. Auch der zweite funktionale Demonstrator wurde bereits unter realen Bedingungen erprobt. Er wurde an einem Fahrzeug befestigt und detektierte zuverlässig die Hindernisse auf der Teststrecke.
