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Sensordatenfusion

zur leistungsfähigen Interpretation des Fahrzeugumfelds

Bei der Sensordatenfusion werden die Vorteile unterschiedlicher Sensorprinzipien optimal kombiniert. So werden Informationen gewonnen, die einzelne, isoliert arbeitende Sensoren nicht bereitstellen können. Diese Fusion vergrößert den Messbereich und erhöht die Zuverlässigkeit sowie die Genauigkeit der Messungen. Die unterschiedlichen Messprinzipien werden zur Bestätigung einzelner Objekte genutzt.

ideal ergänzt

Die Kombination von Daten verschiedener Sensoren verbessert die Performance von Assistenz- und Sicherheitsfunktionen.

detailliertes Bild

Leistungsfähige Algorithmen ermöglichen die Interpretation des Fahrzeugumfelds.

Radarsensor und Multifunktionskamera ergänzen sich in idealer Weise

Während der Radarsensor in der Lage ist, dank seiner funkbasierten Technologie unabhängig von Wetter oder Lichtverhältnissen Längsabstände und Längsgeschwindigkeiten besonders gut zu messen, zeichnet sich die Multifunktionskamera durch ihre laterale Messgenauigkeit aus. Dank der Umsetzung eines LED-Flickermitigationsmodus in der Hardware können selbst flackernde Lichtquellen wie gepulste LED-Lichter von Verkehrszeichen, Ampeln, Blink- oder Bremslichtern erkannt werden, ohne das Bild zu übersättigen (etwa durch lange Belichtungszeiten).

Der Einsatz künstlicher Intelligenz hilft, die Spurerkennung unabhängig von Linien und Begrenzungen zu verbessern und so die Verfügbarkeit der Funktionen zu erhöhen. Mithilfe leistungsfähiger Softwarealgorithmen während der Fusion der Sensordaten werden Objekte zuverlässig detektiert, klassifiziert und nachverfolgt. Es entsteht dadurch ein höchst detailliertes und verlässliches "Bild", das Basis einer robusten Interpretation des Fahrzeugumfelds ist. Fehlwarnungen werden dadurch stark reduziert und die Performanz von Funktionen wird erhöht.

Dies ermöglicht die Realisierung weiterer Assistenz- und Sicherheitsfunktionen, zum Beispiel die automatische Notbremsung auf vorausfahrende Fahrzeuge oder zum Schutz von Fußgängern. Droht ein Auffahrunfall, der Fahrer bremst nicht und beide Sensorsysteme detektieren das kritische Objekt, dann wird eine automatische Vollverzögerung ausgelöst. Die Sensordatenfusion kann auch im Komfortbereich den Funktionsnutzen deutlich erhöhen: Aufgrund der lateralen Messgenauigkeit der Multifunktionskamera kann die adaptive Abstands- und Geschwindigkeitsregelung (ACC) beispielsweise Ein- oder Ausscherer früher erkennen und damit dynamischer reagieren. Mithilfe des Radarsensors wird durch die richtige Spurzuordnung vorausfahrender Fahrzeuge die Funktionalität des ACCs verbessert, insbesondere bei Kurvenfahrten. Dank Sensordatenfusion kann die Radarsensorik die von der Videosensorik erkannten Geschwindigkeitsbegrenzungen in die Fahrstrategie einbeziehen. Die Funktion wird dadurch sicherer.

Auch für das automatisierte Fahren ist die Datenfusion von Radarsensor und Multifunktionskamera relevant. Die Bosch Straßensignatur dient automatisierten Fahrzeugen dazu, ihre exakte Position zu ermitteln und ermöglicht eine hochpräzise und robuste Fahrzeuglokalisierung anhand von Straßenmerkmalen. Radar- und Kamerasysteme und die Fusion ihrer Daten liefern dabei wichtige Informationen zu Objekten in der Fahrzeugumgebung: Während die Videosensorik relevante Umgebungsmerkmale wie Fahrspuren und Verkehrsschilder erkennen kann, ist der Radarsensor in der Lage stationäre Merkmale wie Leitplanken und Schilderbrücken zu identifizieren. Die Fusion und Verarbeitung dieser gesammelten Daten ergibt ein stets aktuelles Bild der Umgebung für die Lokalisierung.

Perfekt Parken dank Ultraschallsensor und Nahbereichskamera

Beim Einparken in enge Parklücken geht es oft um Zentimeter. Nahbereichskameras sowie Ultraschallsensoren können dem Fahrer dabei helfen, auch kleinste Parkplätze problemlos zu nutzen. Ultraschallsensoren funktionieren nach dem Echolotprinzip, mit dem sich beispielsweise auch Fledermäuse orientieren. Die Sensoren senden kurze Ultraschallimpulse aus, die von Hindernissen reflektiert werden. Die Echosignale werden von den Sensoren registriert und von einem zentralen Steuergerät ausgewertet.

Das ermöglicht eine sehr schnelle und robuste Objekterkennung. Für seine Nahbereichskameras nutzt Bosch die sogenannte CMOS-Technologie (Complementary Metal Oxide Semiconductor), die bei starken Helligkeitsunterschieden und bei schlechten Lichtverhältnissen eine herausragende Bildqualität liefert. Steuergerät, Nahbereichskameras und optionale Ultraschallsensoren ergeben kombiniert das Multikamerasystem von Bosch.

Mit Hilfe des Multikamerasystems können assistierte und automatisierte Parkfunktionen realisiert werden. Beim kombinierten Einsatz von Ultraschallsensoren und Nahbereichskameras können die Sensordaten im Steuergerät fusioniert und eine dreidimensionale Rundumsicht für ein besseres und robusteres Szenenverständnis erstellt werden. Andere Verkehrsteilnehmer, Objekte sowie Parkplatzmarkierungen können durch die Datenfusion detektiert und verstanden werden. Damit werden Parkfunktionen wie der (ferngesteuerte) Parkassistent oder der Homezone-Parkassistent noch zuverlässiger und sicherer. So erkennt das System beispielsweise auch, wenn beim rückwärtigen Ausparken ein Fußgänger hinter dem Fahrzeug vorbeiläuft und kann diese Information an das Bremsregelsystem melden, das dann eine automatische Notbremsung auslöst.

Mit der Sensordatenfusion erfüllt Bosch Euro NCAP-Anforderungen zum „AEB rear pedestrian“. Auch beim Einparken und Rangieren mit einem Anhänger unterstützt das Multikamerasystem und die Sensordatenfusion den Fahrer: Es erleichtert das Ankuppeln des Anhängers durch die gezielte Sicht auf die Anhängerkupplung und unterstützt den Fahrer beim Rückwärtsfahren mit dem Anhänger durch Übernahme der Querführung des Fahrzeugs.

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