Mehr Sicherheit in autonomen Autos und Bussen

Autonome Fahrzeuge brauchen zuverlässige Sensoren im Innenraum (im Bild ein autonomes Shuttle des Projekts UNICARagil). Foto: Kristina Rottig/TU Braunschweig

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der TU Braunschweig sind dabei, hochauflösende Radare für den Fahrzeuginnenraum zu entwickeln.

Ein im Auto vergessenes Kind, Sekundenschlaf am Steuer: Für mehr Sicherheit richtet sich die Wahrnehmung eines Fahrzeugs zunehmend auch nach innen. Allerdings erkennt die Sensorik bislang nur, dass etwas da ist. „Um komplexe Szenarien bewerten zu können, braucht es eine neue Generation kompakter Radargeräte“, heißt es in einer Pressemitteilung der Technischen Universität Braunschweig. Und genau damit befasst sich jetzt das Institut für CMOS Design der TU.

Dieser Bezahlartikel ist zuerst erschienen am 7.8.2023

CMOS steht für „complementary metal-oxide-semiconductor“, zu deutsch: komplementärer / sich ergänzender Metall-Oxid-Halbleiter. Die CMOS-Technik kommt unter anderem bei Digitaluhren und in der KFZ-Elektronik zum Einsatz, und ebenso in Speicherelementen, Mikroprozessoren und Sensoren. Im Projekt „SICHER – Sensorische Insassenerkennung für ein sicheres autonomes Fahren durch Radar“ entwickelt das Braunschweiger Team nun mit sieben weiteren Partnern innerhalb von drei Jahren eine neue Generation von Radarsensoren vom Reißbrett bis zur Anwendung.

Wie müde oder gestresst ist die fahrende Person?

Professor Vadim Issakov forscht als Experte für Chipdesign an einer neuen Generation von Radarsensoren.
Foto: Kristina Rottig/TU Braunschweig

Als Ziel haben sie laut der Uni vor allem zwei Szenarien vor Augen: Szenario eins beschreibe die Sensorik in einem PKW. „Ein hochauflösendes Radar liefert dann Daten darüber, wie müde oder gestresst die fahrende Person ist. Ebenso kann dieser Radar die anderen Insassen erkennen und einschätzen, ob ein hilfsbedürftiges Kind oder ein handlungsfähiger Erwachsener gerade im Auto zurückgelassen wurde“, erläutert die TU.

In Szenario zwei stehen demnach autonom fahrende Busse im Mittelpunkt: Bei jedem Stopp soll der Bus erkennen, ob jemand ein- oder aussteigen möchte. Im Zweifel sollte der Bus zudem nicht auf ein Nothaltesignal warten, sondern Gefahren schnell erkennen und anhalten.

Braunschweiger Professor spricht von einem Schub für die ganze Branche

Damit das Radar nicht nur Objekte, sondern auch müde Autofahrende erkenne, müsse allerdings einiges passieren, so die TU. Dieser Prozess beginnt im Institut für CMOS Design der TU Braunschweig. Die Forschenden um Professor Vadim Issakov arbeiten daran, die Radarsensoren effizienter, kompakter und zugleich standardisiert zu machen. Dafür setzen sie auf sogenannte MIMO-Radare (Multiple-Input Multiple-Output) bei hoher Frequenz. „Bei MIMO geht es darum, mehrere Radar-Module für eine besonders hohe Auflösung miteinander zu verschalten. Zusätzlich visieren wir die Frequenzen im sogenannten D-Band (116-148 Gigahertz) an, um eine maximal große Bandbreite und dadurch wiederum bessere Auflösungen zu bekommen“, erläutert Professor Vadim Issakov.

Technologisch sei der Fortschritt dabei nicht nur von immer leistungsfähigeren Frequenzen geprägt, sondern auch durch die Auswahl des zugrundeliegenden Materials und der Schaltungstechnik. Issakov: „Im Mobilfunk konnten wir in den letzten Jahren beobachten, wie die bisherigen Silizium-Germanium-Architekturen (SiGe) durch die CMOS-Architektur überholt wurden. Radarschaltungen waren anfangs in Galliumarsenid, einem noch kostenaufwendigerem Material, mit der HBT-Technologie konstruiert. Mittlerweile hat sich auch hier SiGe und die BiCMOS-Technologie festgesetzt. Wenn wir nun im SICHER-Projekt Radar in CMOS realisieren, wäre das potenziell ein Schub für eine ganze Branche.“

Das Bundeswirtschaftsministerium unterstützt die acht Projektpartner mit insgesamt rund zehn Millionen Euro. Die TU Braunschweig erhält davon anteilig rund eine Million Euro. Weitere Projektpartner sind Infineon Technologies AG, Valeo Schalter und Sensoren GmbH, Gestigon GmbH, IHP-Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik, TU Hamburg, Silicon Radar GmbH und Adap GmbH.

Dieser Bezahlartikel ist zuerst erschienen am 7.8.2023 und erreichbar unter: https://www.braunschweiger-zeitung.de/braunschweig/article239127047/TU-Braunschweig-Mehr-Sicherheit-in-autonomen-Autos-und-Bussen.html