Beim MicroVision Testfahrzeug ist der LiDAR-Sensor auf dem Dach angebracht. Foto: MicroVision
Immer mehr Sensoren, Aktuatoren und Elektronik streiten sich um die besten Plätze im Fahrzeug. Noch geht es hauptsächlich um Kameras und um Radar, mittelfristig werden aber auch LiDAR-Sensoren ihren Platz im Automobil beanspruchen. Diese Platzfrage stellt sich zunächst nur in Fahrzeugen der Oberklasse, die als erstes auf die Laser-basierten optischen Sensoren setzen. Da diese Autos üblicherweise recht groß sind, ist das Platzproblem dort zwar auch vorhanden, aber steht nicht zu sehr im Vordergrund. Das wird sich ändern, sobald LiDAR-Sensoren ihren Weg in das Volumensegment finden. Dort wird die Platzfrage wesentlich heißer diskutiert werden. Doch: Wo ist die ideale Position für einen LiDAR-Sensor? Diese Frage beantwortet ein Gastbeitrag von MicroVison in der aktuellen eMove360° Magazin (kostenloses Download-PDF.)
Idealerweise befindet sich ein solcher Sensor relativ weit oben im Fahrzeug, weil er von dort das Verkehrsgeschehen am besten erfassen kann. Das spricht für den Einbau direkt unter dem Fahrzeugdach, beispielsweise in der Nähe des Rückspiegels. Dort befindet sich allerdings bereits der Regensensor. Beide Sensoren lassen sich aber hinter der Windschutzscheibe unterbringen.
Im Stoßfänger ist der Sensor gefährdet
Andere Sensoren, wie Radar und auch Kameras, sind oft hinter dem Stoßfänger oder im Kühlergrill verbaut. Denkbar wäre auch ein Einbau in der Einhausung für die Frontscheinwerfer. Diese Orte haben verschiedene Nachteile. Im Stoßfänger und auch im Kühlergrill ist der Sensor im Falle eines Zusammenstoßes relativ schutzlos. Der Stoßfänger hat die Aufgabe, die Wucht eines Aufpralls aufzufangen und die Energie abzuleiten. Ein Sensor, der dort verbaut ist, würde im Zweifelsfall schwer beschädigt. Ähnliches gilt für den Kühlergrill. Dort befindet sich auch das Logo des Automobilherstellers, und zwar mittig und gut sichtbar. Hersteller wollen nicht, dass irgendetwas anderes die Sicht auf das Logo trübt. Ein weiterer Nachteil beim Einbau in Stoßfänger oder Kühlergrill ist die Position in der Nähe der Fahrbahn. Dort ist der Sensor relativ weit unten angebracht, weswegen eine Draufsicht auf das Verkehrsgeschehen nicht möglich ist. Ein weiterer Nachteil ist die Verschmutzung. Auf der Höhe des Stoßfängers sammeln sich Matschspritzer, Schmutzwasser und auch Schnee. Außerdem kann dort der Sensor vereisen, sodass er im Winter zunächst nicht funktioniert. Solche Probleme gibt es nicht, wenn der Sensor im Fahrzeuginneren hinter der Windschutzscheibe verbaut ist. Die Scheibe kann natürlich vereisen und verschmutzen, aber auch händisch oder per Scheibenwischer gereinigt werden, damit Fahrer:innen etwas sehen können.
Den Sensor sauber halten
Denkbar wäre auch, den Sensor auf dem Fahrzeugdach anzubringen. Von dort hat er die beste Draufsicht auf die Straße, allerdings ist er auch sämtlichen Wettereinflüssen wie Regen und Schnee ausgesetzt. Gleichzeitig spielt das Fahrzeugdesign eine Rolle. Ein zusätzlicher Aufbau auf dem Dach behindert nicht nur die Aerodynamik, er sieht auch nicht gut aus. Für Käufer:innen wird die Ästhetik schnell zum Ausschlusskriterium.
Wenn sich ein Automobilhersteller entscheidet, den LiDAR-Sensor nicht im Fahrzeuginneren einzubauen, wird er um ein Reinigungssystem nicht umhinkommen. Er braucht also weitere Schläuche, Pumpen, Tanks für Spritzwasser, eine Heizung und so weiter. Diese benötigen noch mehr Platz und zusätzlichen Strom.
Immer mehr Fahrzeuge sind elektrisch unterwegs, die Hersteller wenden sich nach und nach vom Verbrenner ab. Deshalb ist es wichtig, dass die Elektronik im Fahrzeug möglichst wenig Strom verbraucht, um die Reichweite möglichst wenig zu beeinträchtigen. Ein geringes Gewicht der einzelnen Komponenten ist hierbei ebenfalls wichtig. Auch in dieser Hinsicht wirkt es sich also positiv aus, wenn zusätzliche Schläuche, Kabel, Wassertanks, Heizungen und Pumpen nicht benötigt werden.
Am besten im Innenraum
Es läuft also alles auf einen Einbau des LiDAR-Sensors im Fahrzeuginnenraum in der Nähe des Rückspiegels hinaus. Damit in diesem begrenzten Platz ein zusätzlicher Sensor noch hineinpasst, darf dieser nicht zu groß sein. Der Formfaktor ist also entscheidend. Für LiDAR-Hersteller bedeutet das, sie müssen bei der Entwicklung auf eine kleine, handliche Bauform achten. Beliebig klein kann ein Lidar-Sensor aber auch nicht werden, die Optik braucht einen gewissen Platz. Daher muss die Elektronik entsprechend platzsparend sein.
Der MAVIN-DR Sensor von Microvision verfügt über einen entsprechend kleinen Formfaktor und lässt sich überall im Fahrzeug verbauen. Außerdem ist er relativ leicht, sodass er auch bei Fahrzeugen, bei denen es auf das Gewicht ankommt, gut einsetzbar ist. Dank seiner dynamischen Reichweite, geringen Latenz und der hochauflösenden Punktwolke eignet er sich gut für ADAS-Anwendungen bei hoher Geschwindigkeit. Wenn er möglichst weit oben im Fahrzeug, hinter der Windschutzscheibe verbaut ist, entfaltet die Technologie ihre Wirkung am besten.
MicroVision ist Vorreiter auf dem Gebiet der MEMS-basierten Laser-Scan-Technologie. Das Unternehmen integriert MEMS, Laser, Optik, Elektronik, Algorithmen und Machine-Learning-Software in seine selbst entwickelten Systeme und vertreibt diese in bestehenden und neuen Märkten. Der integrierte Ansatz des Unternehmens nutzt die firmeneigene Technologie zur Entwicklung von LiDAR-Sensoren für die Automobilindustrie sowie für Lösungen für fortschrittliche Fahrerassistenzsysteme (ADAS). Dabei stützt sich das Unternehmen auf seine Erfahrung bei der Entwicklung von Augmented-Reality-Mikro-Displays, interaktiven Display-Modulen und Lidar-Modulen für Verbraucher. www.microvision.com
