Forschung & Entwicklung

Photonische Sensorik für autonomes Fahren

Mithilfe photonischer Sensorik sollen Fahrzeuge kleine Hindernisse auch aus großer Entfernung erkennen und identifizieren und Roboter in den Fabriken von morgen Fertigungsaufgaben noch präziser und effizienter ausführen können.

Sensortechnologie bereichert unser Leben und spielt heutzutage eine wichtige Rolle in einer Vielzahl von Anwendungen – in Alltagsgeräten zur simplen Temperaturregulierung ebenso wie in anspruchsvollen Industrieumgebungen zur Steuerung komplexer Fertigungsprozesse und zur Qualitätskontrolle bis hin zur Sicherheitsüberwachung kritischer Infrastrukturen. Ziel des Projekts ‚Advancing time-of-flight technology for high performance light detection and ranging‘ (LIANDRI) ist es, innovative photonische Alternativen für bestehende Lösungen zu entwickeln. Der Fokus liegt dabei auf zwei wichtigen Anwendungsgebieten: autonomes Fahren und industrielle Fertigung.

Photonik verbessert die Reichweite und Auflösung von Sensorsystemen erheblich. Bei der so genannten Lidar-Technologie (light detection and ranging) wird ein kurzer Lichtpuls ausgesendet, an einem Zielobjekt reflektiert und anschließend die dafür benötigte Laufzeit gemessen. Kombiniert mit einem elektronischen Mechanismus zur Strahllenkung kann so in kurzer Zeit ein 3-D-Bild einer Szene generiert werden. Ein Lidar-System erzielt damit gegenüber traditionellen mechanischen Scan-Ansätzen eine höhere Zuverlässigkeit bei gleichzeitig geringerer Größe.

Die lichtbasierte Lidar-Technologie hat im Vergleich zum funkbasierten Radar zahlreiche Vorteile. Im Fall des autonomen Fahrens wird der ‚digitale Horizont‘ durch nahtlose Erfassung von Objekten in einer Entfernung von über 200 Metern erweitert. Die dabei erzielbare hohe Auflösung erlaubt die Identifizierung von Objekten entlang der Verkehrsinfrastruktur. Das wird die Leistungsfähigkeit künftiger Fahrerassistenzsysteme deutlich erhöhen und könnte damit dem autonomen Fahren zum breiten Durchbruch verhelfen.

Für die Anwendung in industriellen Fertigungsumgebungen ist die Situation völlig anders gelagert, und dennoch spielt Lidar auch hier eine zentrale Rolle: So ermöglicht die hohe Auflösung photonischer Sensoren die präzise Lokalisierung von Objekten und Werkzeugen im Millimeterbereich und damit einen höheren Automatisierungsgrad und eine höhere Effizienz von Fertigungsanlagen.

Im 3-jährigen multidisziplinären Forschungsprojekt LIANDRI arbeiten 4 Partner aus Österreich und Deutschland (Austrian Institute of Technology, Universität Siegen, ams und Soft2Tec) zusammen, um Innovationen in den Bereichen Photonik, Mikroelektronik und Signalverarbeitung voranzutreiben. Das Projekt wird von der Österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft (FFG), dem Verein Deutscher Ingenieure (VDI) und der Europäischen Kommission im Rahmen des ERA-NET Co-Fund gefördert.

von mn

www.ait.ac.at

© photonik.de 2018 - Alle Rechte vorbehalten